箱形驳船底部砰击载荷概率预报

论文摘要

随着世界船舶工业的发展,各种新型船舶和海洋结构物不断出现,而且越来越多地涉及流固耦合的作用,其中船舶入水砰击是该类问题中非常复杂,并具有实际意义的课题之一。船舶砰击载荷属非线性波浪载荷,各国船级社和研究部门都十分重视。因此,合理的确定砰击载荷,分析各个因素对砰击压力的影响规律对于保证船舶的安全性和设计出合理的船舶结构都具有十分重要的意义。本文研究了箱形驳船底部砰击的载荷特性,主要包括以下内容:1.针对5条不同尺度的箱形驳船,建立了三维水动力计算模型,计算典型工况下船体的重量分布参数,采用DNV船级社Sesam软件Wadam模块计算船舶在规则波中的运动响应幅值,采用Postresp模块对箱形驳船在设计海况下的船体与波浪之间的相对运动和相对速度做了短期预报。2.消化和吸收了Ochi船舶砰击概率预报理论和Chuang三维船舶砰击预报方法,合理选取了首部砰击载荷预报点,确定了砰击载荷系数,运用该理论预报了5条箱形驳船在不同吃水、拖航速度和浮态时船首砰击的发生概率、单位时间发生次数和砰击压力极值等。绘制了砰击发生概率和压力极值与拖航速度的关系曲线以及延船长的分布曲线。3.在以上计算结果的基础上分析了箱形驳船首部砰击发生概率和砰击压力极值的一般规律。并针对吃水、拖航速度和浮态因素对箱形驳船底部砰击特性的影响作了详细分析。经过分析认为:10节～12节拖航速度为箱形驳船首部砰击发生概率和砰击压力极值增幅的拐点,可定为是否进行砰击加强的临界航速。浮态对箱形驳船砰击特性的影响显著,在考虑是否进行砰击加强时应予以考虑。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 立题背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 平底结构入水砰击研究
• 1.2.2 楔形体入水研究
• 1.2.3 船舶砰击载荷预报
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 箱形驳船运动响应短期预报
• 2.1 概述
• 2.2 箱形驳船运动响应预报基本原理
• 2.2.1 传递函数
• 2.2.2 波浪谱与响应谱
• 2.3 三维水动力计算模型
• 2.3.1 样船尺度
• 2.3.2 湿表面模型
• 2.3.3 载况、重量重心和惯性半径的确定
• 2.4 箱形驳船运动预报结果
• 第三章 箱形驳船底部砰击压力概率预报
• 3.1 概述
• 3.2 砰击压力
• 3.3 砰击发生概率和砰击压力极值预报
• 3.3.1 砰击发生概率
• 3.3.2 砰击压力概率密度函数和概率分布函数
• 3.3.3 砰击压力极值概率密度函数和超越概率函数
• 3.4 箱形驳船底部砰击载荷预报结果
• 第四章 底部砰击载荷影响因素分析
• 4.1 箱形驳船砰击发生概率分析
• 4.2 箱形驳船底部砰击压力极值分析
• 4.3 吃水对箱形驳船底部砰击特性的影响分析
• 4.4 航速对箱形驳船底部砰击特性的影响分析
• 4.5 浮态对箱形驳船底部砰击特性的影响分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文