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船舶与船舶液舱晃荡耦合运动分析
| 论文题名： | 船舶与船舶液舱晃荡耦合运动分析 |
| 关键词： | 船舶;液货舱;晃荡问题;耦合运动 |
| 摘要： | 随着LNG、FPSO、FLNG等液货船的发展,如何准确计算液货舱对船舶运动的影响成为越来越值得关注的问题。本文根据MARINE实验室的船舶水动力实验,结合数值计算,对船舶与液货舱的耦合运动进行了较为详细的研究,归纳起来主要开展了以下几个方面的工作: 1.液货舱晃荡运动的数值分析。利用CFD软件Fluent对不同形式的液舱晃荡运动进行仿真计算,通过对比仿真结果与实验结果,验证了数值仿真方法的准确性;通过对比分析二维液舱与三维液舱的晃荡,发现当液舱的长宽比大于1时,二维模型能够较准确的模拟液舱横荡运动,该结论可以推广到横摇运动;通过对不同网格、时间步长的大尺寸的液舱模型进行数值计算对比,确定了实际尺寸船舶液舱晃荡计算的网格尺寸和时间步长,并为计算实际船舶液舱晃荡问题提供了一定的参考。 2.液舱与船舶耦合运动的频域分析。本文通过理论推导得到了液舱晃荡与船舶耦合运动的频域方程,利用水动力学软件计算得到船舶与液舱的水动力学参数,将该参数代入方程得到船舶的频域运动响应,并且将计算结果和实验做了对比,确定了系统的线性阻尼比,讨论了液舱液深晃荡对船舶运动的影响。 3.液舱与船舶耦合运动的时域分析。本文通过理论推导得到了液舱晃荡与船舶耦合运动的时域方程,利用IRF(ImpulseResponseFunction)法得到船舶时域辐射力,采用傅里叶逆变换将频域的波浪力转换到时域,利用CFD软件Fluent计算液舱晃荡时域载荷。通过将时域结果、频域结果与实验结果对比分析,证实该方法能够提高计算RAO(ResponseAmplitudeOperator)的精度。最后计算得到船舶在规则波浪作用下的运动响应,分析了液舱液量对船舶运动的影响。 |
| 作者： | 文攀 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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