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基于全非线性边界元方法的船艏砰击问题研究
| 论文题名： | 基于全非线性边界元方法的船艏砰击问题研究 |
| 关键词： | 船艏;浪砰击压力;船艏外飘砰击;全非线性边界元方法 |
| 摘要： | 船舶在高海况中航行时常常遇到外飘砰击或甲板上浪砰击发生的情况，对于船舶局部结构的可靠性造成威胁，也会增加船体构件的疲劳程度，因此有必要对该问题进行研究。本文研究了基于全非线性边界元方法(FNL)的用于计算船艏外飘砰击以及甲板上浪砰击压力的方法，对其进行了验证，并通过该方法研究了砰击压力特性。 本文采用基于势流理论的全非线性边界元方法对10000TEU集装箱船在波浪中的运动进行了模拟，编写了基于二维半泊松方程的程序用于提升网格的正交性，并采用形函数方法在对瞬时变化的湿表面网格上的固定测点压力值进行提取。本文对比了船艏外飘砰击压力和运动时历的FNL计算结果与上海交通大学的实验结果，验证了方法的有效性。进而采用FNL对于对砰击的相关问题及现象进行了研究，主要包括不同时刻艏部压力空间分布特征、砰击时刻船-波相对运动特征分析以及不同测点砰击压力特征分析。本文还对砰击成分对于集装箱船剖面载荷的影响进行了分析。 另外，本文以内倾船为研究对象，采用全非线性边界元方法对内倾船在波浪中的运动进行了模拟，并与线性频域势流方法(BASIC)计算得到的运动、压力、甲板-水头位置计算结果进行了对比。本文分别将溃坝模型和洪水波模型与全非线性边界元方法相结合，对比二者在水头时历与甲板上浪压力空间分布上的预报差异，另外分别研究了航速和船艏形状对于内倾船艏部上浪问题的影响，以及甲板上浪压力对剖面载荷的影响在总波浪压力载荷中的占比情况等。 |
| 作者： | 崔晋 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 孙士丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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