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船舶冲击环境工程化预报方法研究
| 论文题名： | 船舶冲击环境工程化预报方法研究 |
| 关键词： | 工程化预报;水下爆炸;冲击环境;样本库;船舶结构 |
| 摘要： | 舰船作为水上作战的主要工具成为国家国防中的重要角色,因此国家大力发展船舶事业。船舶作战时经常受到各类武器的攻击,因此研究船舶在水下爆炸作用下的响应特性成为十分重要的课题。在建造船舶之前首先要考虑其性能的特点对船舶进行设计,设计初期没有详细的图纸,无法建立模型采用数值方法研究船舶的冲击环境,研究采用何种方法可便捷快速的预测评估船舶冲击环境具有很大的实际应用意义。 船舶冲击环境工程化预报方法研究主要包括四个部分。分别为基于样本库方法的冲击环境研究、水下爆炸中船舶冲击环境特性研究、船舶冲击环境工程化预报方法研究和预报公式的验证与多截面样本库法。为了得到合理的船舶冲击环境预报方法,本文针对上述几部分内容作了详细的研究,以建立一套完善的预报方法。 (1)本文基于平面波理论、球面冲击波理论定义的各种类型冲击因子,以及有限元算法对舰船冲击环境问题进行了研究,并且提出了一套采用建立样本库的方法研究船舶抗冲击性能。该方法主要思路为考虑影响船舶冲击环境的诸多因素,对重要的因素加以无量纲化,不重要的因素加以忽略,在上述因素研究的基础之上,建立三艘不同类型船舶在不同冲击因子作用下的冲击环境样本库。 (2)以前一章得到的数据样本库为依据,基于统计学方法分析数据的分布规律,以大量冲击环境数据为基础,对冲击环境无量纲化,研究冲击谱速度值在船舶结构中(主要包括船长、船宽以及型深)的变化规律,同时考虑其他设计参数(包括船体结构参数、爆源参数)与冲击环境的关系。 (3)在上述冲击环境响应特征规律的研究基础上,考虑将样本库中的数据形成便于应用的预报公式。以不同工况下冲击环境特征点为插值点,形成各船冲击环境曲面,基于插值理论(这里主要采用经典的最小二乘法理论)对新型或设计初期的船舶进行快速的冲击环境预报,通过冲击环境数据的数学模型化分析,实现冲击环境工程化预报。 (4)采用多截面样本库法拟合预报公式,并与已拟合的公式对比精度,同时对建立好的预报公式进行误差计算,与已有的预报方法对比,验证了本文提出的预报公式可用于今后船舶性能的预测和评估,为船舶设计提供一定的参考,实现了冲击环境的快速、便捷预测的功能。 |
| 作者： | 刘翠丹 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张阿漫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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