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原文传递单体内倾舰船甲板上浪数值模拟

论文题名：	单体内倾舰船甲板上浪数值模拟
关键词：	单体内倾舰;甲板上浪;波浪砰击;数值模拟;舰船设计
摘要：	随着舰船设计的快速发展，舰船总体性能要求越来越高。隐身性作为新型舰船设计开发的重要指标逐渐被重视起来。为了进一步提高舰船的隐身性，内倾型线设计应运而生。相对于传统军舰的大外飘和直切首，内倾设计的隐身船型在波浪砰击和甲板上浪等问题上存在诸多问题。现今国内外对于隐身船型的甲板上浪问题研究较少，特别是缺乏对单体内倾船的甲板上浪和波浪砰击的系统性研究。本文针对一型单体内倾船进行甲板上浪和波浪砰击的数值模拟，并对该类内倾船在高海况下航行的砰击与上浪进行研究。考虑舰船运动、航速、海况等级等多个因素的贡献，分析得到内倾舰船甲板上浪的机理，波浪砰击载荷，以及预报方法。　　论文首先对选题的研究背景及国内外研究现状进行了总结。对甲板上浪和波浪砰击涉及的试验方法、理论模型和数值模拟方法进行了全面的论述。着重讨论了数值波浪水池的应用现状。在此基础上展开讨论了甲板上浪数值模拟的主要理论，并对湍流模型、造波方法、消波方法进行了细致的论述，建立了完整的数值模拟理论基础。随后基于数值仿真软件建立了数值波浪水池，详细论证了本文建立的数值波浪水池的准确性，并依据数值波浪水池进行了FPSO舷侧甲板上浪问题的验证分析，结果表明本文的上浪仿真结果准确，能够进行相关问题的研究。　　在此基础上，本文首先建立了梯形台模型，通过对其甲板上浪的仿真研究，获得了完整的甲板上浪和波浪砰击的预报方法。随后建立了单体内倾船约束模型和自由运动模型。通过改变航速、波高和波长，分析了单体内倾船约束状态和自由运动状态的甲板上浪和波浪砰击载荷的主要影响因素;展开讨论了约束模型的甲板上浪阈值、上浪高度的预报方法;并深度分析了自由运动状态下，单体内倾船的溃坝型和翻卷型上浪演化机理。从单体隐身船的大幅运动出发，对其首部砰击入水，上层建筑砰击等极端上浪问题进行了细致探讨。获得了单体内倾船的甲板上浪预报结果，并对工程应用提出指导性意见。
作者：	佟玉晓
专业：	力学
导师：	许国冬
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021