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进舱水晃荡对船舶横摇运动的影响研究
| 论文题名： | 进舱水晃荡对船舶横摇运动的影响研究 |
| 关键词： | 船舶横摇运动;进舱水动力矩;有限差分;流体体积法;船舶稳性;进舱水晃荡 |
| 摘要： | 横摇运动是影响船舶稳性的重要因素，尤其船体破损时，再遭遇到恶劣海况，极易由于横摇幅值过大引起船舶倾覆，造成人身财产损失。船舶破舱横摇运动涉及众多的非线性因素，对其进行精确模拟仍具有很大的难度。因此，有必要对破舱船舶的横摇运动响应进行研究。 本文通过建立完整船舶的横摇运动方程，探讨影响横摇运动的各个因素，然后研究分析破舱对这些影响因素带来的改变，从而得到破舱船舶在规则横浪中的横摇运动响应方程；本文对破口面积大小，破口纵向、垂向位置对船舶稳性的影响进行了分析；本文假设进舱水晃荡产生的力矩为作用在船舶上的外力矩，在此基础上计算分析晃荡对横摇运动的影响。 本文采用经验公式对波浪力及水动力系数进行求解；对舱内流体晃荡模型，应用有限差分法对其运动方程进行数值求解，并利用VOF法对自由液面进行追踪；最终利用Matlab对破舱横摇运动方程进行求解。 最后本文以一艘污油回收船为例，对在规则横浪中的完整和破舱状态横摇运动响应进行了对比。对于破舱状态，考虑了进舱水的动力作用，对不同波浪频率下的横摇运动响应用时域法进行计算，并与只考虑进舱水静力作用的结果进行分析比对。结果表明，进舱水在船舶大幅运动时，其液面不再保持水平，而成波浪状，甚至会产生翻卷和破碎，进舱水动力矩的影响使得船舶共振频率发生改变，并引起了较大的合力矩，进而使得横摇运动幅值增大，对船舶稳性不利。 |
| 作者： | 陈梦华 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄衍顺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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