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排水型船横摇阻尼的理论与试验研究
| 论文题名： | 排水型船横摇阻尼的理论与试验研究 |
| 关键词： | 排水型船;横摇阻尼;特征研究;船模水池试验;经验公式 |
| 摘要： | 船舶在波浪中航行时，由于风浪等干扰的影响会产生各种摇荡运动，其中横摇运动对船舶的运动影响比较严重。横摇阻尼是影响船舶横摇幅值的重要因素，尤其是非线性横摇阻尼的大小是船舶在共振状态下能否倾覆的主要原因，因此对横摇阻尼预报方法和阻尼特征的研究是一项很有意义的工作。 本文以两条排水型船不同航速、不同附体状态的船模水池试验为基础，对排水型船横摇阻尼估算方法及横摇阻尼特征进行了研究，主要是应用了基于模型水池试验法与经验公式法来求解横摇阻尼，验证横摇阻尼求解方法的精确性并分析了横摇阻尼在不同航速、不同附体状态下的特征。通过对模型试验数据的分析、处理和研究发现：以临界阻尼率表示横摇阻尼大小时阻尼率的取值范围，无舭龙骨时取2～4％，含舭龙骨时取7～9%，全附体状态时取10%左右；考察各种附体对粘性横摇阻尼的贡献，舭龙骨的贡献应该是最大的，其次是舵的贡献，轴包套的贡献是比较小的；有航速时船体的静水横摇衰减阻尼系数比零航速时有了大幅的增加，航速越高，横摇衰减阻尼系数越大；非直壁船型在各个航速下横摇阻尼衰减系数要大于直壁船型，且非直壁船型的线性阻尼系数的贡献比例要大于直壁船型的；横摇初始角度也会对横摇阻尼系数的大小产生影响，初始角越大横摇阻尼系数的越大，反之亦然；通过规则波中横摇运动预报结果与试验结果对比发现，两者吻合较好，证明了文中所讨论的横摇阻尼估算方法的可用性。 本文采用瞬时角度求解横摇阻尼的方法进行了横摇运动时域模拟。自由横摇衰减运动的模拟结果与模型试验结果对比发现，零航速情况下两者存在一定的差别，有航速情况下拟合较好。规则波中横摇运动的模拟结果是收敛的，通过时域结果与频域结果对比发现时域结果与频域结果在峰值频率处存在差距。 |
| 作者： | 周立师 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 段文洋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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