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圆柱体入水砰击载荷的模型试验和数值预报比较研究
| 论文题名： | 圆柱体入水砰击载荷的模型试验和数值预报比较研究 |
| 关键词： | 数值模拟;舰船砰击;结构安全性;压力响应 |
| 摘要： | 舰船在恶劣海况下高速航行，当船首出水再次入水时候，首部结构容易遭受剧烈的水动力砰击载荷作用。根据发生砰击的船首部位不同，可以分为船底砰击和外飘砰击。严重的砰击会对局部结构安全性造成威胁，同时砰击还会引起船体梁的振动，威胁整体结构安全性。研究舰船砰击问题具有非常重要的理论意义和工程价值。 本论文主要针对局部砰击问题进行研究。由于船舶首部三维形状的复杂性，合理预报其砰击载荷难度较大。论文对船舶首部砰击问题做了简化，针对典型的圆柱体结构开展入水分析，采用试验和刚性体数值模拟方法研究其载荷变化。 论文研究采用粘性流体力学软件Fluent开展刚体入水砰击载荷数值工作，针对30度楔形体和圆柱体入水砰击两个问题，开展了数值模拟工作，预报结果与公开文献发表的实验数据进行了对比，吻合较好，验证了数值模拟方法的合理性和准确性。 论文针对圆柱体入水砰击问题，开展了模型试验研究，焊接制作了铝制圆柱体结构，设计实施了一套入水砰击模型试验机构，测试了入水砰击的加速度、结构应力和压力响应。然后，采用基于 Fluent软件的 CFD数值方法，开展了入水砰击载荷数值分析工作，预报的刚体入水加速度和砰击压力载荷与模型试验结果吻合较好。 本论文提出的CFD数值模拟方法，具有较好的应用前景，可以应用到更加复杂的二维和三维刚体结构入水砰击载荷问题，可以为今后研究具体船首局部结构砰击载荷问题提供技术支持。 |
| 作者： | 董德龙 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 骆寒冰;李怀亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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