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原文传递甲板上浪的数值模拟研究

论文题名：	甲板上浪的数值模拟研究
关键词：	甲板上浪;数值模拟;浮式生产储运系统;船舶运动;Fluent软件
摘要：	甲板上浪发生时,甲板上水体会对甲板上结构物产生冲击破坏,作为一种灾害性的环境载荷,甲板上浪很久以前就已被船舶与海洋工程界所关注。特别是近年来,甲板上浪导致的FPSO(浮式生产储运系统,Floating Production Storage Offloading)的船艏甲板和上层建筑严重损坏事故时有发生,因此甲板上浪问题已成为目前国内外研究的热点问题之一。甲板上浪问题是强非线性问题,数学上极难求解,物理现象十分复杂,以往理论和数值研究工作仅是在一定程度上对甲板上浪进行描述,其发生机理也尚未给出适当解释,不能直接用于解决实际的工程问题。本文在系统地回顾和总结了甲板上浪问题的发展历程和研究进展,充分利用势流理论方法和CFD技术各自的优势建立了一种能够准确地再现甲板上浪现象的数值方法,该方法对上浪机理给以清晰的描述,可以用于分析预报甲板上浪对浮体结构物的破坏作用。本文的主要创新进展集中体现在如下几个方面:(1)基于Fluent软件平台的二次开发,实现了具有较强工程实用性的数值波浪水池,可以稳定地完成长时间的物体在波浪中运动的模拟计算;(2)提出了多层动静网格匹配方法，避免了复杂网格再生的困难，进而提高了模拟计算的效率和稳定性，适用于具有复杂外形的浮体在流场中运动求解问题；（3）将船舶在波浪中运动预报的势流理论与计算流体动力学理论、技术进行了有机结合，充分利用了两种理论方法在数值计算中的优势，在目前计算能力还不足以进行波浪水池全局实时模拟的前提下，实现了波浪中运动船体的甲板上浪数值模拟，研究表明了该方法的工程实用价值；（4）在准确描述强非线性波与运动结构物相互作用这一难题上取得了突破。（5）较为全面地考虑了相关的影响因素，能够清晰地反映出甲板上浪的机理，可作为相关浮式结构物的设计、优化工作提供科学的指导。
作者：	林兆伟
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	缪国平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文