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原文传递气垫船砰击载荷预报方法研究

论文题名：	气垫船砰击载荷预报方法研究
关键词：	气垫船;砰击载荷;计算方法;流固耦合
摘要：	随着世界各国对海洋的重视以及人类对海洋资源的开发，船舶与海洋行业的地位变得越来越重要，我国对海岸线的防御也逐渐成为了军事上的重点问题。我国的海岸线非常长，且登陆条件也大不相同，因此气垫船的作用日益凸显。除此之外，气垫船在观光旅游等民用方面也有很重要的作用。由于气垫船的航速较高，因此当遇到比较恶劣的海况时，会受到较大的砰击载荷的影响。目前气垫船的砰击载荷计算方法研究大部分聚焦于刚性船体与水面的砰击过程，然而气垫船受到的砰击载荷多数并不直接作用在刚性船体上，而是通过气垫与围裙气囊传递船底上的。因此本文提出了一种考虑了气垫与气囊影响的砰击载荷计算方法。本论文主要的研究内容包括: 　　(1)简要介绍了研究气垫船砰击载荷中所涉及到的控制体积法、对称罚函数法以及ALE流固耦合方法等基本理论。控制体积法基于绝热气体状态方程，假设气垫船围裙内部气体均匀一致。ALE流固耦合方法结合了拉格朗日法与欧拉法的优点，能够较好的模拟气垫船水面砰击过程。　　(2)针对本文提出的气垫船砰击载荷计算方法分别进行简单结构刚性地面砰击数值验证，简单结构着水数值验证，复杂结构着陆工况验证以及试验对比验证。在试验中，首先进行小型气垫船着陆过程试验，随后与数值仿真结果进行对比并分析。　　(3)研究了气垫与刚性地面的砰击过程，得到了气垫船运动参数、气垫船围裙参数以及气垫船力学参数。在模拟过程中，气垫船围裙会分为无囊孔、有囊孔无进气流量以及有囊孔有进气流量三种不同工况进行模拟。　　(4)研究了气垫与静水面的砰击过程。在建立流体域并设定流固耦合等计算参数后，气垫船围裙同样被分为三种不同形式分别进行分析。随后对模拟得到的气垫船运动参数、围裙参数以及力学特性参数进行分析。最后将气垫船与刚性地面砰击得到的参数和气垫船与静水面砰击得到的参数进行对比分析。
作者：	张傲
专业：	船舶与海洋工程
导师：	周学谦;王臣业
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021