破损船舶波浪载荷计算方法研究.pdf

摘要船舶在营运过程中,由于恶劣海况或者操纵失当等海上事故,可能会造成船体结构发生破损,导致船舱进水。合理预报破损船舶在波浪中的运动与载荷,对预测破损船的生存能力和提出改善安全性的措施具有实际意义。本文基于三维势流理论结合局部紊流分析研究破损船的运动与波浪载荷计算方法,主要内容如下:诖安怀列岳砺郏擞梅鞣蚩钩列约扑惴ㄈ范ù捌扑鸷蟾梦闪骼砺鄯治龃熬植科扑鸷蟠战源八ο凳挠跋欤并提出对水动力系数的修正关系式;谌屏骼砺郏岷暇植课闪骼砺鄯治龅玫降钠扑鹩跋欤⑵损船在波浪中的运动方程,求解得到波浪载荷的方法;擞帽疚乃贸龅睦砺郏岷鲜导始扑闶荡扑鹎榭鱿碌牟ɡ嗽睾伞关键词:破损船舶;紊流理论;波浪载荷;水动力系数态参数,作出波浪上船舶破损浮力曲线;哈尔滨工程大学硕十学位论文
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篡‘葛严鶀鹌鳎喝本论文谟柩缓蠹纯作者┳:豸把知洲年日日期:形嘲年弓月易日辌旯 H哈尔滨工程大学学位论文原创性声明学位论文授权使用声明标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。口在授予学位个月后日期:攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨口
第滦髀论文的研究背景和意义船舶在整个营运期间,由于恶劣海况或操纵失当会发碰撞、触礁、搁浅、火灾等海上事故,而此类事故的发生可能会造成船体结构的破损,从而导致船舶破舱进水。这个时候对船舶的状况和残余生存能力进行有效的评估并采取必要合理的措施,可以使船舶尽可能减少损失,避免造成巨大的生命财产损失,以及减少对周边环境的污染。波浪和风的过载载荷是使破损船舶船体结构失效时造成大规模人员伤亡事故的主要原因。为了预防船舶的结构失效以及沉没,预报破损船在波浪中的运动是很有必要的。船舶在破损时的具体海况是相当复杂的,波浪载荷也存在明显的随机性,而船舶的破口的位置和尺寸也是随机变化的。而当船舶水线附近或水线以下部分破损时,破损处必然会灌入水,造成船舶吃水增加,横倾角和纵倾角可能比较大,这必然会大大降低船舶的抗沉性和稳性。为了评估破损船的存活能力,估算船体的稳定性和结构的安全性,应该考虑船舱被水灌满以后船舶受到的波浪载荷。而通常计算波浪载荷的方法不能够提供精确的结构,特别是处理发生在很短时间内的紧急事件中。文献【】中,就破损船舶的波浪载荷问题,只考虑了因破舱进水所产生的浮态变化,加力矩进行修正,用切片法计算破损船的波浪载荷。由于当时条件所限,没有考虑破损船舱在运动时进出水而对整船的水动力系数产生的影响。上海交通大学的黄昊,郭海强等人,以计算流体力学软件为平台,经计算上的一系列的二次开发,提出了了通过粘性流场数值模拟直接求取船舶横摇阻尼的方法,取得较好的效果,为从紊流模型方法计算破损船舶波浪载荷提供了一种新的方向。本文从基于三维势流理论波浪载荷计算方法及紊流理论这两方面入手,着重研究破损船破舱处发生进出水而对整船水动力系数的影响,并提出水动力系数的修正参数,计入到基于三维势流理论的哈尔滨丁程大学硕士学位论文
,从而得到记及紊流影响的破损船波浪载荷计算方法,为合理预报破损船波浪载荷提出新的思路。船舶稳性ㄍ暾刃杂肫撇瘴刃是船舶安全的核心。船舶的完整稳性是船舶安全航行的重要性能之一。对民船来说,其破损稳性是保证船舶安全运输和海洋环境不受污染的重点。载油船一旦在海上破损或沉没,将会对海洋生态造成严重的污染和危害。对军舰的破损稳性要求比民船要高很多。军舰在战斗中受伤的机会较多,同时又要求它在遭到某种程度的损伤后仍能保持一定的作战能力或返回基地的能力。可见,对船舶破损稳性进行研究,有着重要的应用价值。在船舶稳性研究领域,现有的计算大多局限于直接应用规范。而现代船舶结构发生了很大的变化,如油轮设置了双底双壳,使得船体重心偏高;而众多的液舱,特别是货油舱宽度很大,使得自由液面影响的修正量很大。对规范的研究表明,在油船的稳性衡准中,是采用近似计算方法处理液舱自由液面的影响。由于计算方法本身的