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舱室渗透率对船舶破舱瞬时进水过程运动影响的仿真研究
| 论文题名： | 舱室渗透率对船舶破舱瞬时进水过程运动影响的仿真研究 |
| 关键词： | 船舶破舱;计算流体动力学;瞬时进水;舱室渗透率;数值模拟 |
| 摘要： | 在船舶航行过程中，由于海况恶劣或操纵失当等原因引发的船损事故，会导致船舶破舱进水甚至倾覆，这是船舶安全性研究中的重要问题。船舶破损后，大量进水在短时间内通过破口迅速涌进舱室，冲击并聚积在另一侧舱壁可能导致船舶出现瞬态大角度侧倾，若进水量过大甚至会导致船舶倾覆。而舱室渗透率又与船舶的进水量直接相关，研究舱室渗透率的变化对破损船舶运动响应的影响可以增加对船舶损坏后姿态变化的了解，为船上人员提供快速、准确的指导，增加船舶恢复的机会。 本文以破损舰船为研究对象，应用CFD软件进行数值模拟，探究了不同舱室渗透率、破损参数和舱室内部布置对船舶进水过程和运动响应的影响。首先对破损舰船进行横摇衰减数值模拟，将数值结果与试验结果进行对比，验证研究方法的可行性和准确性。在此基础上，使用VOF法处理自由液面，应用六自由度求解器处理破损船舶的运动响应问题，对静水及波浪中不同舱室渗透率下的破损船舶进行时域仿真模拟，模拟结果能够得到舱内进水液面和船体浮态随进水时间变化的情况，以及舱内液体飞溅、射流等瞬时现象。最后对不同舱室内部布置和破损参数下的破损船舶进行数值计算，并分析不同因素对破损船舶运动及稳性的影响规律。 结果表明，舱室渗透率对破损船舶的运动响应影响呈非线性;舱室内部布置会影响进水路线进而影响船舶的运动，靠近破口的内部布置会减弱破损船舶的横摇运动幅值;破口形状和大小对船舶的运动响应影响较小，破口越大进水速度越快，船舶达到最终的平衡时间也就越短。 |
| 作者： | 王美琦 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李平;王沛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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