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原文传递潜水器触礁载荷特性研究

论文题名：	潜水器触礁载荷特性研究
关键词：	潜水器;触礁过程;冲击载荷;结构强度
摘要：	随着人类对深海的不断探索以及深海武器装备的不断进步，潜水器在船舶与海洋工程领域的应用日益广泛，随着海洋资源开发的深海化，潜水器作为必不可少的运载工具，作业深度也在不断增加。由于其工作环境恶劣，发生触礁的后果比水面船舶碰撞要严重得多，进而给潜水器结构稳定性和内部设备的正常运行带来了巨大的干扰与危害。　　基于以上原因，本文针对潜水器触礁后的冲击载荷开展数值计算研究，对潜水器在不同速度、方向和礁石形状等初始条件的触礁载荷特性加以分析，最终获得关键设备位置的冲击响应谱，内容主要涉及以下几个方面：　　1）论述了潜水器触礁载荷特性研究的意义，并对碰撞、流体对结构的影响以及冲击响应谱计算的研究现状进行总结。　　2）对触礁过程中一些关键问题的基础理论与方法进行了论述。介绍了LS-DYNA软件的基本算法，分析了常用于解决流体对结构影响问题的方法，最后对冲击响应谱的概念、原理以及计算方法进行了论述。　　3）使用LS-DYNA软件模拟船艏与船侧的碰撞试验，验证了数值模拟方法的准确性。并在验证基础上，建立潜水器触礁数值计算模型，选择合适的单元、材料、接触方法，并对结构网格尺寸进行收敛性分析，最后验证潜水器的结构强度。　　4）使用LS-DYNA软件模拟楔形入水试验，验证流固耦合法解决流体-结构相互作用问题的可行性。在验证基础上建立潜水器触礁流固耦合数值计算模型，对流体模型进行分析。使用附加质量法与流固耦合法分别模拟潜水器触礁过程，确定本文的研究方法。　　5）对潜水器在不同速度、方向、礁石形状等工况下的触礁过程进行模拟，获得结构变形情况、碰撞力时间历程曲线以及关键设备位置的冲击响应谱，并对结果加以分析。
作者：	张熙悦
专业：	船舶与海洋工程
导师：	黄一;董磊磊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2021