实际海浪环境下大尺度模型试验技术研究

论文摘要

高海情下船舶强非线性水动力及运动性能研究已成为世界研究的热点,当今各国都特别注重舰船在复杂恶劣海洋环境中的环境适应性的研究。然而目前不论从理论还是当今普遍采用的船模在水池的试验方法尚不能很好解决这些问题。近年来欧美等国在试验技术方面,开展了实际海浪环境下的大尺度模型试验研究,而国内也开展了相关研究,并取得长足的发展。本文从各方面探讨了建立大尺度模型在实际海浪环境下运动物理仿真试验平台及探求该实验方法的可行性。本文对在实际海浪环境下大尺度模型试验方法做了介绍,通过两次近海海域开展的大尺度模型试验测试数据,用谱分析法对近海海浪谱与大洋谱比较,认为谱型相似,且比水池生成波更接近于实船海浪环境。将大尺度模型运动谱和频率响应函数与水池试验对比,结果趋势一致,幅值偏低；从甲板上浪的统计来看,大尺度模型试验比水池试验次数较少,都说明大尺度模型的非线性特征更接近实船。通过分析认为实际海浪环境下的大尺度模型试验方法具有可行性和优越性,可以作为强非线性水动力及运动性能研究一先进的试验技术。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 实际海浪环境下大尺度模型试验研究背景
• 1.2 实际海浪环境下大尺度模型试验特点
• 1.3 实际海浪环境下大尺度模型试验研究国内外研究概况
• 1.3.1 国外研究发展状态
• 1.3.2 国内研究发展状态
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 海浪和谱分析理论
• 2.1 谱的特征
• 2.2 海浪仿真
• 2.2.1 二维随机海浪的仿真原理
• 2.2.2 三维随机海浪的数学模型
• 2.3 谱密度函数估计
• 2.3.1 波能谱密度函数特性
• 2.3.2 常用海浪谱公式
• 2.3.3 相关函数法确定波能谱
• 2.3.4 直接傅立叶变换法的步骤
• 2.4 低海况下谱分析理论
• 2.5 船舶在波浪中的砰击、上浪概率、波浪增阻的计算
• 2.6 本章小结
• 第3章 大尺度模型在实际海浪环境下的耐波性试验
• 3.1 实际海浪环境下大尺度模型试验测试系统
• 3.2 实际海浪环境下大尺度模型试验
• 3.2.1 试验海域波浪谱分析
• 3.2.2 实际海浪环境下大尺度模型试验运动谱分析
• 3.2.3 与水池不规则波试验运动对比
• 3.3 试验中发现的问题及改进
• 3.4 本章小结
• 第4章 大尺度模型试验频率响应函数分析
• 4.1 小尺度模型水池规则波试验
• 4.2 小尺度模型不规则波试验
• 4.3 大尺度模型在实际海浪环境中试验
• 4.4 大尺度模型试验强非线性运动探讨
• 4.5 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成果
• 致谢