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基于CFD的多用途船大风浪航行耐波性安全评价
| 论文题名： | 基于CFD的多用途船大风浪航行耐波性安全评价 |
| 关键词： | 多用途船;船大风浪航行;耐波性安全性;CFD方法 |
| 摘要： | 多用途船可以满足重大件货物的运输要求，目前已在重型机械等货物的运输方面占有举足轻重的地位。多用途船往往会进行跨大洋的航行，易在好望角等海域航行而遭遇大风浪天气。严重的海难事故往往发生在恶劣的天气条件下，因此，对多用途船在大风浪中的航行安全进行评价尤为重要。船舶的耐波性可以很好地反映出船舶在波浪中航行的能力，耐波性越好则安全性越高，利用耐波性理论对船舶遭遇风浪的运动状态进行较为精确的预报，为船舶航行提供参考，从而达到提高船舶航行安全，保证船舶安全到港的目的。 本文以多用途船的耐波性作为切入点，通过CFD方法进行耐波性指标的相关计算，构建耐波性安全评价体系，并根据计算的指标值，对船舶的耐波性进行安全评价。 首先，为了使用CFD方法进行各耐波性安全指标的计算，阐述了CFD基本理论和船舶数值模拟水池的构建方法。其次，分析了耐波性衡准，结合传统大风浪安全评价，选择了横摇、纵摇、垂荡、垂向加速度、GM值、风和浪7个耐波性安全指标构建船舶大风浪航行的耐波性安全评价体系，确定使用DEMATEL-ANP方法进行指标间关系的梳理与权重的计算，利用云模型方法完成评价。再次，完成了船舶的数值几何建模和船舶数值模拟水池的构建，设置了重叠网格，利用设计的试验工况，进行了各工况下的虚拟水池试验，计算了各工况的船舶耐波性安全指标值。计算结果表明，随着风浪方向向正横方向的靠近，船舶的各种摇荡也会随之加剧，这与实际情况以及航海经验基本相符。最后，结合船舶大风浪航行的耐波性安全评价体系，对耐波性安全指标的权重进行研究，得出横摇、纵摇、垂荡这三个指标对评价结果的影响最大，利用计算出的耐波性安全指标值，借助云模型具有将评价结果可视化并给出安全等级的优势，使用云模型方法对各种工况的耐波性安全进行了评价。 通过对各种工况条件下多用途船耐波性的指标值进行评价，评价的结果表明：多用途船可以满足8级海浪情况下的船舶航行安全要求；随着海况的恶劣程度增加，耐波性安全也随之降低；相同海况时，船舶遭遇横浪时航行最危险，而在顶浪、顺浪条件下航行较为安全。该评价结果与其他文献的研究基本一致，说明使用CFD方法为耐波性安全评价提供数据、并借助云模型方法进行耐波性安全评价总体是可行的，本文构建的评价体系对改善船舶耐波性安全具有借鉴意义，为船舶安全驾驶提供了指导，为船舶航行安全领域的研究提供了参考。 |
| 作者： | 徐翌森 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 王凤武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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