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复杂外形浮体的浮态与稳性计算研究
| 论文题名： | 复杂外形浮体的浮态与稳性计算研究 |
| 关键词： | 复杂外形浮体;浮态计算;稳性计算 |
| 摘要： | 对于复杂外形浮体的浮态与稳性计算，国内外学者进行了深入研究，取得了显著的研究成果，但运用这些计算方法会碰到不同的困难，比如对水面要素、水下体积要素的计算较为繁琐，以及迭代计算可能无法收敛等。近些年出现了基于四面体的浮态与稳性计算方法，能初步解决上述困难，但是该方法的计算精度和可靠性，还缺乏更加系统的研究。 本文从复杂外形浮体的浮态和稳性计算研究背景和意义入手，对研究现状进行了阐述分析。研究水线面与四面体单元交点的求解方法，提出了一种新的浮态计算方法——两层迭代法并编写了相应的计算程序，该算法具有明确的物理意义，收敛性好。介绍了四面体方法的计算前处理流程，包括建立四面体网格模型、模型结构显示两个环节，灵活地将不同的基本体素自由拼装进而获得不同的浮体网格模型并显示其结构。以椭球和海洋平台为例，对其进行不同单元边长的四面体网格划分，通过椭球静水力计算理论解与四面体方法计算结果作比对，再运用四面体方法计算海洋平台的浮态与稳性参数，将计算结果与Maxsurf计算得到的数值解对比，并引入CAD软件对相关参数进行测量，验证了四面体方法具有较高的计算精度，探究单元边长与浮体主尺度的关系对计算精度的影响。 在应用研究方面，以某半潜船、包括完整和破舱两种状态的供油船为例，运用四面体方法计算分析了各种工况下的浮态和稳性。研究结果表明：本文中的四面体方法，能够避免传统方法的一些困难，算法可靠，建模方式灵活，计算结果精确，对复杂外形浮体的浮态与稳性计算具有较强的适用性，具备较高的研发应用价值。 |
| 作者： | 杨天悦 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘虓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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