详情

原文传递液舱舱壁振动的附加质量研究

论文题名：	液舱舱壁振动的附加质量研究
关键词：	液体货船;舱壁结构;船体振动;流固耦合
摘要：	在船舶与海洋工程中常遇到许多液舱，确保它们的动力安全，以防止这类船体局部振动给船舶使用带来危害是十分重要的。研究这些液舱的动力特性，关键在于计算流体对结构产生的附加质量。　　本文基于干模态法的思想，推导出了矩形液舱的舱壁同反相位振动时的附加质量系数公式。在推导过程中，对流域内势函数的求解采用的是分离变量的方法。该公式与振动波数有关，求解的是每一阶的模态附加质量;考虑了水位的影响，推导出了水深系数公式;并将该公式应用到某一实例中，计算出了满水位时舱壁横振动的固有频率。借助三种求解流固耦合振动问题的数值方法对原例进行了求解;这三种方法分别是：ANSYS中的Fluid30单元；ANSYS中的Fluid80单元；NASTRAN虚拟质量法。前两种方法采用的是结构—流体有限元，第三种采用的是结构有限元—流体边界元。将这些数值方法的计算结果与本文公式方法的结果进行了相互间的对比，最后得出数值方法中，ANSYS的Fluid80单元在求解该类问题时精度更高，而在求解同相位振动时本文方法的结果与数值解吻合较好。最后借助ANSYS的Fluid80单元进行了一系列更为详细的数值分析，分析中考虑了水位、自由液面以及舱壁板加筋的影响，并将该计算结果与利用本文公式计算得到的结果进行了对比。对比结果显示，本文推导的附加水质量系数和水深系数公式更适合被用于计算具有弹性支撑边界条件的水舱模型，在求解同相位振动时有一定精度。
作者：	诸俊楷
专业：	船舶与海洋工程
导师：	林哲;周昊雷
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文