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基于局部和整船模型的船体砰击载荷预报方法研究
| 论文题名： | 基于局部和整船模型的船体砰击载荷预报方法研究 |
| 关键词： | 大型豪华邮轮;航行安全;砰击载荷;预报方法 |
| 摘要： | 大型豪华邮轮作为船舶行业极具经济发展潜力的产业，能够调动消费，创造巨大的社会经济效益。由于豪华邮轮船艉底部型线平坦且兼具船艏大外飘结构，在航行过程中极易发生砰击现象。船体砰击不仅会影响游客乘船的舒适性，严重的砰击载荷还会对船体结构造成损坏，危及船员人身安全。目前针对船体砰击载荷的预报主要采用局部模型垂直入水落体砰击试验方法，需要更进一步对模型倾斜入水的落体试验以及考虑波浪场影响的实船试验的砰击载荷进行研究。本文针对一艘十三万吨大型豪华邮轮，通过开展不同入水方式的落体砰击载荷模型试验与整船波浪砰击载荷试验，结合数值仿真计算，对豪华邮轮艏艉砰击载荷进行预报。主要开展了以下研究工作: 1)研究了基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法的船体结构砰击二维、三维数值仿真计算方法。详细介绍了仿真方法的基本原理、关键技术、具体流程等，为后文仿真工作提供理论支持。 2)针对豪华邮轮艏艉砰击问题，设计并开展了二维、三维模型落体砰击载荷试验。通过二维艏部刚体模型、三维艏部刚体模型试验数据的对比，分析了流场三维流动效应对船体砰击载荷的影响;通过二维艉部弹性体模型试验，研究了弹性效应对于砰击载荷预报的影响;通过可拆卸吊舱装置的三维艉部刚体模型试验，分析了吊舱装置对于船艉砰击载荷的影响;通过三维艏/艉模型倾斜入水砰击试验，研究了船舶入水角度对艏艉砰击载荷的影响。 3)研究了豪华邮轮砰击载荷的数值预报方法。利用LS-DYNA软件分别对二维、三维艏艉模型进行了砰击载荷仿真计算，通过与试验数据对比，验证了数值方法的可行性。通过分析二维、三维仿真结果与试验结果的差异性，给出了合理的砰击载荷数值仿真预报方法。 4)对比研究了邮轮模型整船试验与落体砰击试验艏艉区域砰击压力分布的差异性。给出了两种试验方法得到的无因次砰击压力峰值系数对比情况，综合两种模型试验结果与数值仿真结果，给出一种合理的豪华邮轮砰击载荷设计值预报方法。 |
| 作者： | 杨俊科 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李辉;赵晓东 |
| 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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