原文传递
船底结构砰击时的流固耦合数值模拟
| 论文题名： | 船底结构砰击时的流固耦合数值模拟 |
| 关键词： | 流固耦合;砰击强度;数值模拟;船底结构;强度计算;有限元分析 |
| 摘要： | 当船舶在恶劣的海况下高速航行时，由于较大的纵摇和垂荡运动，船首和其它部位会因频繁地出入水发生砰击，导致船体局部结构损坏或引起整个船体振动甚至折断。由于砰击载荷作用而导致的沉船事故屡见不鲜，因此在实际应用中，很有必要研究船体剖面在砰击情况下的强度计算问题，这对于大、中型船舶的船体砰击问题有着现实的指导意义。砰击问题的难点主要来自三方面：该过程的非定常性、液面的大波动性及流固耦合界面的非线性。 本文利用大型有限元工程软件ANSYS/LS-DYNA作为前后处理和中间计算，数值模拟了二维刚性楔形体入水砰击的过程。在数值模拟计算中，结构采用了Lagrange矩形壳单元进行网格划分，流场则采用Euler六面体实体单元进行网格划分；结构与流体间采用任意拉格朗日一欧拉方法(Arbitrary Imgrangian Eulerian，即ALE方法)中的罚函数耦合算法，两者的交界面定义为流固耦合面。并考虑了结构的入水速度、重力、边界条件等因素，得到了楔形体的垂向加速度曲线，并与试验结果进行了对比，得到了与试验数据比较一致的结论，从而验证了数值模拟方法的可靠性。 本文还进一步对二维楔形体入水砰击过程中遇到的影响入水的各种因素作了综合地分析研究。并用同样的方法，研究了二维刚性平底结构及三体船主体首部龙骨处平底结构的入水砰击过程，得到了有意义的结论，同时也指出了存在的问题以及进一步的研究方向。 |
| 作者： | 张晓波 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 宗智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
