学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

船舶甲板上浪机理及其试验研究

作　者: 王瑞锋
导　师: 段文洋
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 甲板上浪上浪试验上浪载荷溃坝模型洪水波模型
分类号: U661.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

从近海走向远洋,舰船要面对各种恶劣海况的考验。由风暴诱发的恶劣海浪会引发舰船大幅非线性摇摆运动甚至引发甲板上浪,会对舰船结构产生巨大的冲击压力。国内对于甲板上浪冲击的理论研究很少,对其冲击过程发生、发展的机理尚未完全搞清楚,特别是对其冲击压力的预报方法尚属空白。本文针对国际标准船模S-175进行甲板上浪试验,并通过试验对甲板上浪机理和上浪载荷预报方法进行了研究。论文首先进行了船模试验,试验测量了包括纵摇和垂荡运动在内的船舶运动参数、上浪高度、上浪对船舶甲板的冲击载荷、垂直挡浪板受到的冲击载荷等数据。试验通过改变浪高、波向、航速、船舶艏部外飘等方式来分析这些因素对船舶甲板上浪的影响；其次,对目前国际上普遍采用的预报甲板上浪冲击载荷的经验公式和理论模型进行了验证,总结出预报船舶甲板上浪载荷的三步协调预报方法；然后,通过对实验数据和试验现象的对比分析,总结了船舶甲板上浪机理以及甲板上浪的规律；最后,应用预报船舶大幅运动的切片法软件计算船舶运动和上浪高度,采用经验公式以及溃坝模型和洪水波模型预报甲板上浪载荷,并与试验值进行了对比。结果表明导致船舶甲板上浪最主要的因素是船舶纵摇运动引发的船艏部的大幅俯仰运动；有航速的情况下比零航速更容易发生上浪、波长船长比为1时上浪最严重甚至发生砰击产生瞬时的巨大载荷、相同海况下迎浪比斜浪上浪更严重；增大船舶艏部外飘在低海情时可以有效的减轻甲板上浪,但是在较高海情下会增大上浪冲击载荷；理论模型结合甲板上浪载荷计算经验公式对上浪载荷的预报对于水体涌上甲板的情况的预报是有效的,但是对于砰击上浪的情况预报结果与实际相差很大,无法准确预报。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 背景和研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 甲板上浪的理论研究  10-13
    1.2.2 甲板上浪的模型试验研究  13-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
第2章船模甲板上浪试验  17-34
  2.1 试验方案论证  17-19
  2.2 试验模型及仪器布置  19-21
    2.2.1 试验模型  19-20
    2.2.2 艏部测量仪器布置  20-21
  2.3 规则波中甲板上浪试验  21-30
    2.3.1 不同航速对甲板上浪的影响  21-22
    2.3.2 不同艏部外飘对甲板上浪的影响  22-26
    2.3.3 不同浪向对甲板上浪的影响  26-29
    2.3.4 垂直挡浪板受力与航速和海况的关系  29-30
  2.4 不规则波中甲板上浪试验  30-33
  2.5 本章小结  33-34
第3章甲板上浪载荷计算的理论方法  34-52
  3.1 船舶运动响应预报的非线性切片理论  34-38
    3.1.1 作用在船体上的力  34-38
    3.1.2 垂荡和纵摇运动方程及其求解  38
  3.2 计算甲板上浪载荷的经验公式  38-42
  3.3 甲板上浪流动模拟的理论模型  42-51
    3.3.1 明渠非恒定流的基本方程式  42-43
    3.3.2 圣维南方程组求解的特征线法  43-44
    3.3.3 溃坝模型  44-46
    3.3.4 洪水波模型  46-48
    3.3.5 溃坝模型和洪水波模型的验证  48-51
  3.4 本章小结  51-52
第4章甲板上浪机理及上浪载荷预报  52-61
  4.1 船舶甲板上浪机理  52-56
    4.1.1 甲板上浪发生的原因和规律  52-53
    4.1.2 砰击上浪与涌浪上浪  53-56
  4.2 甲板上浪载荷预报实例  56-59
  4.3 本章小结  59-61
结论  61-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  66-67
致谢  67

船舶甲板上浪机理及其试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文