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迎浪状态下高速双体船的运动响应计算

作　者: 张金亮
导　师: 黄衍顺
学　校: 天津大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 迎浪高速双体船运动响应水动力速度势时域频域
分类号: U661.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

高速双体船在波浪中的运动是相当复杂的过程。近年来,关于高速双体船运动的研究已经成为船舶水动力学领域的重要课题。由于高速双体船水动力特性与流体非线性作用有着密切关联,不能用线性理论精确预测,因此必须采用能够将这些非线性因素考虑在内的研究方法。本文研究了高速双体船在迎浪海况下的非线性运动。考虑瞬时湿表面变化引起的各种非线性因素,在时域内建立船舶的非线性运动方程并求解。其中入射波力和静水回复力按照瞬时湿表面时物面条件计算,辐射力和绕射力按船舶在瞬时平均湿表面为平衡位置做简谐振荡运动来计算。本文最后选取一艘特征船模,计算了双体船在不同航速下的垂荡和纵摇运动响应。通过与实验数据的对比,发现理论预报的结果与实验结果仍存在一定偏差,在航速较高的情况下切片理论预报的水动力系数以及运动响应与试验结果差别较大,产生这种情况的原因是由于切片理论略去了自由面条件中航速项的影响,将有航速的自由面条件变化为二维零航速自由面条件。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 高速双体船的简介  7-9
    1.1.1 高速双体船的介绍  7-8
    1.1.2 计算运动的意义和必要性  8-9
  1.2 计算方法和理论发展  9-14
    1.2.1 二维切片理论  9-11
    1.2.2 统一细长体理论  11-12
    1.2.3 二维半理论  12
    1.2.4 三维水动力理论  12-14
  1.3 本文主要工作  14-15
第二章船舶运动时域理论  15-21
  2.1 速度势的分解  15-16
  2.2 剖面瞬时吃水的计算  16-17
  2.3 格林函数法的理论基础  17-21
第三章作用在船体上流体载荷的确定  21-31
  3.1 作用在船体上的流体动力概述  21-28
    3.1.1 入射波压力和静水回复力  21-23
    3.1.2 辐射力  23-26
    3.1.3 绕射力  26-27
    3.1.4 重力和惯性力  27-28
  3.2 水动力系数及波浪力的表达  28-31
第四章运动微分方程的建立及求解  31-44
  4.1 基本假定  31
  4.2 从动量定理推导平移运动三方程  31-33
    4.2.1 方程的向量形式  31-33
    4.2.2 方程在运动坐标系下的展开式  33
  4.3 从动量矩定理推导旋转运动三方程  33-35
    4.3.1 方程的向量形式  33-35
    4.3.2 方程在运动坐标系下的展开式  35
  4.4 六自由度空间运动方程  35-37
  4.5 用二维格林函数法求解速度势  37-44
    4.5.1 定解条件  37-38
    4.5.2 二维格林函数法的理论解  38-40
    4.5.3 二维格林函数法的数值解  40-44
第五章实船计算  44-49
  5.1 实船计算  44-47
  5.2 结果分析  47-49
第六章总结和展望  49-50
参考文献  50-53
发表论文和科研情况说明  53-54
致谢  54

迎浪状态下高速双体船的运动响应计算

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