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阻尼对斜浪中船舶参数横摇运动影响研究
| 论文题名： | 阻尼对斜浪中船舶参数横摇运动影响研究 |
| 关键词： | 集装箱船;参数横摇运动;阻尼系数;计算流体动力学 |
| 摘要： | 近年来，船舶的参数横摇预报成为了学界的一个热门问题。参数横摇运动主要发生在波浪遭遇频率是船舶横摇固有频率的两倍附近，可以看做是一种“共振”现象，因此阻尼对船舶参数横摇运动有着巨大的影响。 本文首先通过模型试验、经验公式和运用CFD方法估算C11集装箱船的横摇阻尼系数。基于模型试验得到的横摇自由衰减曲线，分别通过能量法和数值方法进行计算处理，得到立方阻尼系数和等效线性阻尼系数;分别选用尼古拉耶夫公式和商业软件Fluent估算，分别得到线性经验公式阻尼系数和CFD计算横摇阻尼系数。 本文中，分别采用三自由度耦合运动方程组和AQWA软件对规则斜浪中C11船的运用响应进行数值模拟。通过对船舶施加不同阻尼预报方法得到的阻尼系数进行数值仿真，将不同工况下C11集装箱船稳态横摇角与模型试验得到的数据进行对比，分析不同阻尼形式和不同阻尼数值对规则斜浪中船舶参数横摇运动的影响。通过研究发现，不同阻尼形式和数值对船舶横摇运动响应影响很大;随航速的变化的阻尼系数比不随航速变化的阻尼系数更贴近模型试验结果;非线性的阻尼系数比线性阻尼系数更贴近试验结果。几种阻尼求解方法中，基于模型试验的立方阻尼形式能够更好的描述船舶的横摇阻尼;经验公式和二维切片求解的阻尼系数只能反映船舶在静水下运动的阻尼情况，在航速较大时与模型试验等效线性阻尼系数相比偏小。 在随机波计算中，选用P-M谱进行计算，通过设计工况进行数值模拟，探讨了随机波中船舶参数横摇运动的发生条件，其中条件之一是波浪遭遇周期是横摇固有周期的两倍，这个波浪遭遇周期只要是受谱峰周期影响。随机波中，阻尼依然对参数横摇运动有显著影响，同样是线性阻尼，基于模型试验数值求解得到等效线性阻尼系数最大，而施加等效线性阻尼系数计算得到最大横摇角和稳态横摇角比较小。阻尼对随机斜浪海况下船舶的参数横摇幅值有着明显的影响。 |
| 作者： | 张玉龙 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李红霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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