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小水线面双体船附连水质量及振动特性研究
| 论文题名： | 小水线面双体船附连水质量及振动特性研究 |
| 关键词： | 小水线面双体船;附连水质量;振动特性;三维有限元建模 |
| 摘要： | 小水线面双体船（Small Waterplan Area Twin Hull，SWATH）较常规船舶具有甲板面积宽敞、横稳定性良好、结构噪音小，舒适性好等诸多优势而受到人们越来越多的关注。其振动预报是结构设计中重要的一项内容，附连水质量对船体结构振动有特殊而又重要的影响，是结构“湿”频率计算中必须考虑的关键项目。由于小水线面双体船的特殊结构形式，其附连水质量计算和结构振动特性较常规船有较大区别。 本文第二章利用势流理论推导了无界流域中任意形状物体附加质量的一般表达式，由推导过程得出附加质量只取决于物体形状、运动坐标系的选取以及流场本身的物理性质。要求出某物体的附加质量，需求得物体表面的速度势以及速度势所满足的物面边界条件。为此，引入源汇分布法并推导了二维分布源、分布偶极的诱导速度公式。单体和双体模型速度势的源汇分布求解方法。运用该方法使用FORTRAN语言编织了任意形状单体和双体的附连水质量程序，通过对无限水域中无限长圆柱体附加质量的计算检验了理论推导和程序的正确性。 船舶在水中的振动问题是一类典型的流固耦合问题。本文第三章推导了理想流体线性小扰动情况下的运动方程以及结构运动方程，进一步说明了与流体接触结构的运动是和流体运动耦合的。对流体域的处理可将流固耦合方法分为流体有限元法和边界元法。文中介绍了流体有限元法中的干模态法和湿模态法。NASTRAN所提供的虚拟质量法亦属于边界元法，本文介绍了其基本理论。最后以某SWATH船片体为例，分别用流固耦合有限元法、虚拟质量法和本文自编程序计算其固有频率，对三种方法计算结果进行了总结。 最后利用PATRAN建立了某SWATH船的三维有限元建模，分别利用虚拟质量法和附加质量法计算其在水中振动的各阶模态，结果表明两种方法计算结果相差很小。 |
| 作者： | 刘强 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 林哲 |
| 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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