学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

液舱晃荡对船体运动影响的二维与三维频域线性分析

作　者: 徐海霞
导　师: 段文洋
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 流体力学
关键词: 边界元法扩展积分方程方法晃荡不规则频率耦合 HYDROSTAR 液化石油气船
分类号: U661.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 69次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文运用二维和三维边界元法在频域内计算分析液舱晃荡对浮体运动产生的影响。论文第二章使用二维频域自由表面格林函数方法,计算规则波中浮体剖面在横浪作用下的水动力和运动响应。采用扩展积分方程的方法,在浮体内部“自由面”划分线元,来消除不规则频率。通过对线元积分得到二维浮体剖面受到的一阶水动力,进而求解二维浮体剖面在规则波中的运动响应。第三章将液舱剖面因晃荡而受到的水动力耦合到其外部浮体运动方程中,计算分析由液舱晃荡引起的浮体剖面三自由度运动响应的改变。在求解液舱内部流场速度势的定解条件中,物面条件引入阻尼系数ε,改善了运动响应的计算结果。第四章首先简单介绍了求解三维浮体水动力和运动的基本理论,然后使用HYDROSTAR软件,将三维液舱晃荡水动力耦合到浮体的六自由度运动方程中,观察液舱晃荡对浮体的三维运动响应造成的影响。第五章从工程实际出发,选取两艘液化石油气船,计算其液舱与船体的耦合作用,观察液舱对船体各自由度尤其是横向运动的影响,为液化石油气船的初步设计提供了理论参考依据。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 本文的目的和意义  10-11
  1.2 波浪中海洋结构物运动及水动力计算方法综述  11-12
  1.3 本文主要工作  12-14
第2章规则波中浮体二维水动力和运动计算  14-32
  2.1 概述  14
  2.2 速度势求解  14-24
    2.2.1 模型的建立  14-15
    2.2.2 势流假设下流场速度势的分解  15-16
    2.2.3 速度势的定解条件  16
    2.2.4 速度势分量求解与格林函数的引入  16-18
    2.2.5 不规则频率的处理  18-20
    2.2.6 水动力系数表达式及其数值结果  20-24
  2.3 浮体剖面运动计算  24-25
    2.3.1 静水力表达式的建立  24-25
    2.3.2 运动方程的建立  25
  2.4 浮体剖面运动响应计算结果  25-31
    2.4.1 浮体剖面垂向运动响应计算结果分析  25-28
    2.4.2 浮体剖面横向运动响应计算结果分析  28-30
    2.4.3 浮体剖面横摇运动响应计算结果分析  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章规则波中浮体二维晃荡的耦合分析  32-54
  3.1 概述  32
  3.2 水动力模型的建立  32-35
    3.2.1 坐标系的建立  32-33
    3.2.2 坐标系的转换  33-35
  3.3 静水力的计算  35-36
  3.4 液舱剖面内部水动力计算  36-45
    3.4.1 扰动势的定解条件  36-39
    3.4.2 液舱剖面内部水动力系数求解  39-40
    3.4.3 液舱剖面内部水动力计算结果  40-45
  3.5 带有液舱的浮体剖面运动方程的求解  45
  3.6 液舱晃荡对浮体剖面运动影响的计算结果  45-52
    3.6.1 液舱晃荡对浮体剖面运动的影响结果  45-50
    3.6.2 液舱位置的改变对浮体剖面运动的影响  50-52
    3.6.3 不同液舱数目对浮体剖面运动的影响  52
  3.7 本章小结  52-54
第4章规则波中液舱晃荡与浮体运动的三维耦合分析  54-70
  4.1 概述  54
  4.2 速度势求解  54-58
    4.2.1 势流假设下的基本方程  54-55
    4.2.2 流场速度势的分解与定解条件  55-56
    4.2.3 速度势分量求解与格林函数的引入  56-58
    4.2.4 不规则频率的处理  58
  4.3 船舶水动力和运动响应  58-59
    4.3.1 一阶水动力  58-59
    4.3.2 一阶运动响应  59
  4.4 液舱晃荡与浮体运动耦合的理论分析  59-64
    4.4.1 水动力模型的建立  59-61
    4.4.2 液舱静水力计算  61-62
    4.4.3 液舱剖面内部水动力计算  62-63
    4.4.4 液舱晃荡与浮体运动的耦合分析  63-64
  4.5 液舱晃荡算例分析  64-69
    4.5.1 液舱晃荡对浮体横荡运动的影响计算  64-65
    4.5.2 液舱晃荡对浮体横摇运动的影响计算  65-69
  4.6 本章小结  69-70
第5章液舱晃荡工程实例分析  70-80
  5.1 概述  70
  5.2 LNG液舱晃荡算例分析  70-77
    5.2.1 LNG特征尺度  71-72
    5.2.2 LNG计算网格模型  72-73
    5.2.3 无液舱的LNG运输船运动计算结果  73-74
    5.2.4 液舱晃荡与LNG运输船耦合运动结果及分析  74-77
  5.3 多个液舱与船体耦合作用结果分析  77-78
  5.4 本章小结  78-80
结论  80-81
参考文献  81-85
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  85-86
致谢  86

液舱晃荡对船体运动影响的二维与三维频域线性分析

内容摘要

全文目录

相似论文