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原文传递海底阀箱流-固耦合特性研究

论文题名：	海底阀箱流-固耦合特性研究
关键词：	舰船装备;海底阀箱;流固耦合特性;结构运动特性;疲劳分析
摘要：	船舶海底阀箱(又名海底门或海水阀箱)是舰船供水系统的主要结构之一。海底阀箱的可靠性直接关系到船舶的正常营运和船上人员的生活及安全。目前随着海军装备的日新月异,舰船各部分结构和系统的安全性及可靠性要求也在不断提高,以保障舰船的正常工作。但是船舶相关规范中关于海底阀箱方面的内容几乎是空白,因此,深入研究流体激励作用下海底阀箱的结构动响应问题具有重要的工程应用价值和学术研究意义。　　本文通过流固耦合数值模拟方法研究了海底阀箱的结构运动特性,并结合哈尔滨工程大学的实验数据对比分析,验证了数值模拟的可靠性。并且进一步对阀箱疲劳寿命进行了初步分析探讨,结合相关物理试验,验证了数值模拟的可靠性。　　第一,研究采用流固耦合数值模拟对海底阀箱进行结构动响应分析的方法。讨论并选择合适的湍流模型及较优的计算网格,对物理实验模型进行了流固耦合数值模拟,结果与物理实验数据吻合较好,验证了数值模拟方法的正确性。在此基础上,对四种常见结构形式的海底阀箱模型进行了流固耦合数值模拟。　　第二,对海底阀箱的振动特性进行了分析。分析包括结构固有特性(结构干、湿模态)和水流激励作用下的强迫振动特性。　　第三,通过FSI计算,对结构强度进行了校核。同时,为易于拟合强度计算公式,以不同跨度海底阀箱为研究对象,确定一种较优的简化加载方案,并依据简化加载结果拟合强度计算公式。　　第四,以某型船海底阀箱为例,分析其在工作状态下的动响应规律。海底阀箱在工作时,与外界存在质量交换现象,为此有必要考查质量交换对结构响应的影响。
作者：	张静
专业：	船舶与海洋工程
导师：	姚熊亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文