超大型集装箱船砰击载荷研究

论文摘要

目前，船舶向高速化、大型化发展，由此而带来一系列的问题需要解决。对于大型集装箱船来说，因增加甲板面积而带来的外飘区域的砰击问题需要特别注意，外飘砰击压力的计算是个非常复杂而又有实际意义的课题。本文重点研究了大型集装箱船外飘砰击压力的的实用计算方法。论文首先介绍了课题研究的目的和意义，以及从理论方面、实验方面和数值模拟方面详细介绍了砰击问题的国内外研究进展情况，并选取直接计算法来计算大型集装箱船的外飘砰击压力。接着基于势流理论Rankine面源法研究了用非线性分析方法计算大型集装箱船在不规则波浪中航行时的运动响应，计算了在满载与压载载况下以22节、17节、12节在所选定的五到八级海况下航行的运动响应。然后介绍了基于Wagner型冲击理论的外飘砰击压力计算原理与方法，参考ABS规范选定了计算该集装箱船的外飘砰击压力的区域，得到该区域由船体型线决定的水线角和纵剖线角等，计算该区域的外飘砰击压力，统计一个小时的最大值，研究了不同工况下砰击压力沿船长方向和高度方向变化的特点，比较了相同航速相同海况下满载与压载时的砰击压力。最后，基于概率随机理论，计算该集装箱船外飘区域的砰击概率和砰击压力极值，研究了不同工况下砰击概率和砰击压力极值沿船长方向和高度方向变化的特点，比较了相同航速相同海况下满载与压载时的砰击概率和砰击压力极值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 砰击的国内外研究历史与现状
• 1.2.1 理论研究
• 1.2.2 试验研究
• 1.2.3 直接计算法
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 计算船舶运动响应的时域方法
• 2.1 理论介绍
• 2.2 波浪谱的模拟
• 2.2.1 线性波浪叠加法
• 2.2.2 线性过滤法
• 2.2.3 傅里叶逆变换法
• 2.2.4 有理谱法
• 2.2.5 算例
• 2.3 计算船舶运动响应
• 2.4 本章小结
• 第3章 外飘砰击压力的计算原理及结果
• 3.1 外飘砰击压力计算原理
• 3.2 计算过程及结果
• 3.2.1 计算点处纵剖线角与水线角
• 3.2.2 满载计算结果
• 3.2.3 压载计算结果
• 3.2.4 满载与压载比较
• 3.3 规范计算法
• 3.3.1 CCS 规范计算外飘砰击压力
• 3.3.2 ABS 规范计算外飘砰击压力
• 3.4 本章小结
• 第4章 外飘砰击概率与砰击压力的极值分析
• 4.1 外飘砰击概率理论
• 4.1.1 满载时外飘砰击概率预报
• 4.1.2 压载时外飘砰击概率预报
• 4.1.3 压载与满载外飘砰击概率的比较
• 4.2 外飘砰击压力极值
• 4.2.1 满载状态下外飘砰击压力极值
• 4.2.2 压载状态下外飘砰击压力极值
• 4.2.3 满载极值与压载极值比较
• 4.2.4 极值与最大值的比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢