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《大连理工大学》 2005年
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码头前系泊船舶运动响应的数值模拟

信书  
【摘要】:码头前系泊的船舶在波浪等外在环境因素作用下产生摇荡运动,船舶运动中对码头设施的碰撞将影响结构强度和码头的稳定性,因此对码头前系泊船舶运动响应的研究是很必要的。由于问题的复杂性,目前关于此问题的物理模型研究比较多,但数值模拟并不多见。本文应用高阶边界元的数值方法,基于三维线性势流理论在时域内分别实现了对透空式码头和直壁式码头前系泊船舶运动响应的数值模拟。研究中得出的一些结论无论在理论上还是在实际工程中都有一定的参考和应用价值。 本文应用Cummins提出的由频域向时域转化的理论方法在时域内对系泊船进行了数值模拟。具体方法是利用频域下的附加质量、辐射阻尼和波浪力,通过傅立叶变换求得时域下的波浪作用力、附加质量和迟滞函数,然后求解结构的时域运动方程得到结构物的运动响应和系泊系统的内部应力。 首先,本文应用高阶边界元数值程序在频域内计算了开敞水域中截断圆柱的数值解,并与解析结果进行对比以验证本文所应用的计算透空式码头前系泊船舶水动力响应(近似开敞水域情况)数值方法的正确性。应用基于镜像法理论的考虑直墙反射的数值程序计算了直墙前直立圆柱的水动力系数及一阶波浪力,并与解析解进行对比以验证本文所应用的直壁式码头数值计算方法的正确性。 然后,本文具体阐述了码头前系泊船舶运动响应的时域模拟方法,包括应用B样条函数方法拟合船体表面网格和对缆绳、护舷性能曲线的数值模拟,利用四阶Runge-Kutta方法求解船舶时域运动方程。 其次,研究中发现对于码头前系泊船舶的运动响应问题,计算时只考虑势流理论计算的线性辐射阻尼是不够的,实际情况中船舶还受到了非线性的粘性阻尼作用。本文计算系泊船舶运动响应时,也考虑了船舶受到的非线性粘性阻尼,并对其做了一定的研究分析。 最后,用本文数值模拟方法计算了码头前系泊船舶在波浪作用下运动响应的实际工程算例,并与物理模型实验结果进行对比,总体上符合很好,证明了本文所应用的模拟方法的正确性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U656.1;TV139

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郭士勇;船舶系泊计算分析软件开发[D];大连理工大学;2011年
2 徐兆全;浪流作用下系泊船舶运动及缆绳布局优化[D];大连理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 滕斌,宁德志;波浪对直墙前垂直圆柱的绕射[J];海洋工程;2003年04期
2 邹志利;港口内靠码头系泊船运动的计算[J];海洋工程;1995年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴萍;光滑理想导体表面目标双站散射的可视化分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年02期
2 陶玉琴;陈素根;;基于曲率调节的二次T-B样条插值曲线[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年04期
3 陈素根;苏本跃;汪志华;;拟Hermite曲线/曲面及其应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年03期
4 胡晓丹,卢习林;VC和OpenGL的综合应用[J];北京服装学院学报;2002年02期
5 郭瑞良,张辉;服装CAD系统中的板型曲线拟合的讨论[J];北京服装学院学报;2002年02期
6 姜延;王瑞;;虚拟服装缝制系统的设计与实现[J];北京服装学院学报(自然科学版);2010年01期
7 李亚旭;王朝晖;;基于三维点云数据的虚拟人台中间体模型的构建[J];北京服装学院学报(自然科学版);2011年03期
8 贾小平,邢俊文,于魁龙;高速两栖车滑行车体阻力分析与可实现形式[J];车辆与动力技术;2001年01期
9 王建平,王景全,陈运生,杨国来;船载火炮发射时的动力响应研究和试验[J];兵工学报;2001年01期
10 潘洋宇;李东波;杨辉;;曲面重构和均匀B样条小波分解研究[J];兵工学报;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张洋;岳东杰;朱邦彦;;基于B样条曲面拟合的文物表面重建方法研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 匡晓峰;缪泉明;杨烁;何再明;;新型TLP平台水动力性能研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
4 李裕龙;朱仁传;缪国平;范菊;陆志妹;;基于OpenFOAM的船舶与液舱流体晃荡在波浪中时域耦合运动的数值模拟[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
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6 李文斌;徐新平;;基于曲线的正切运动C轴的控制算法研究[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
7 孙昭晨;王环宇;;铰接多浮体耦合解析计算[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
8 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
9 蒋国兴;黄明吉;滕向阳;贾志新;;数控雕刻中交线加工刀具轨迹生成算法研究[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
10 李玉成;刘勇;陈雪峰;姜俊杰;马宝联;;波浪作用下局部开孔沉箱内、外渗流场压力实验研究与数值计算[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 周广利;三体船型阻力预报、优化与系列性试验分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李辉;船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
6 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
7 耿玉磊;基于系列模板耦合的三维服装款式创意设计方法研究[D];浙江大学;2010年
8 张大海;浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D];浙江大学;2011年
9 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
10 蒋丽君;基于颈部特征的衣领三维结构数字化技术研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 木觉敏;压力舒适无缝内衣尺寸规格的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 李静芳;参数曲线曲面在服装CAD中的造型研究[D];浙江理工大学;2010年
5 石尖锋;数字服装边界提取与编辑研究[D];浙江理工大学;2010年
6 刘亮;船舶能效设计中若干耐波性影响因素研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李在鹏;半潜式海洋潮流电站系统性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孟扬;浮子式波浪发电装置设计及其功率特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 乔晓国;深水浮式结构动力定位能力动态分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郭宇;LNG船运动与载荷计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李臻,杨启,宗贤骅,刘建峰;巨型船舶大风浪中系泊模型试验研究[J];船舶工程;2003年06期
2 于洋,刘锦程,王左,马加法;船舶系缆张力分析[J];大连海事大学学报;2001年03期
3 信书,滕斌,董国海,耿宝磊;烟大铁路轮渡工程船舶系泊的数值模拟[J];港工技术;2005年01期
4 范模;两点系泊系统的研究[J];中国海上油气.工程;2003年06期
5 邹志利;港口内靠码头系泊船运动的计算[J];海洋工程;1995年03期
6 刘利琴;唐友刚;李红霞;;船舶运动的复杂动力特性在我国的研究进展[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年01期
7 聂孟喜,王旭升,王晓明,张琳;风、浪、流联合作用下系统系泊力的时域计算方法[J];清华大学学报(自然科学版);2004年09期
8 袁远,成志军,金咸定;船舶在波浪中运动的六自由度非线性耦合方程[J];上海交通大学学报;2001年04期
9 向溢,谭家华;码头系泊缆绳张力的蒙特卡洛算法[J];上海交通大学学报;2001年04期
10 徐文洁,张金铭;用 B 样条曲面设计船体曲面的一种实用方法[J];上海交通大学学报;1997年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王虎;基于B样条的船舶型线设计绘制程序开发[D];武汉理工大学;2003年
2 温过路;大型船舶系缆力影响因素的试验研究[D];大连理工大学;2006年
3 杨进先;波浪作用下系泊船舶撞击能量的试验研究[D];河海大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王宽;基于BP神经网络仿真的系泊优化设计[D];天津大学;2012年
2 李志海;深海半潜式平台多点系泊系统动力特性分析[D];中国石油大学;2010年
3 黎泉;马迹山港区卸船码头系泊安全研究[D];大连海事大学;2012年
4 陈硕;沉管管节沉放系缆力试验研究[D];武汉理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 滕斌,韩凌,李玉成;波浪对透空外壁双筒柱的绕射[J];海洋工程;2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾东;叶恒奎;孙江龙;;箱式浮体在波浪中的运动分析[J];中国舰船研究;2006年Z1期
2 滕斌;波浪力计算中的一个新边界元方法[J];水动力学研究与进展A辑;1994年02期
3 陈小邹;;船舶在波浪中频域分析[J];舰船科学技术;2011年02期
4 施峰;;半潜式平台在波浪荷载下低频运动响应数值计算[J];南通航运职业技术学院学报;2011年02期
5 马延德,关伟姝,王言英;波浪中浮式生产储油船(FPSO)的运动与荷载计算[J];哈尔滨工程大学学报;2005年04期
6 王颖;杨建民;肖龙飞;胡志强;;内置集成浮力罐的几何形Spar平台运动性能数值模拟[J];上海交通大学学报;2008年06期
7 邹志利,张日向,张宁川,曹慧军,刘忠波;风浪流作用下系泊船系缆力和碰撞力的数值模拟[J];中国海洋平台;2002年02期
8 李幼萌;欧洲新一代登船设施[J];中国港口;1999年06期
9 向溢,谭家华;码头系泊缆绳张力的蒙特卡洛算法[J];上海交通大学学报;2001年04期
10 朱克强;郑道昌;周江华;刘桂云;包雄关;;采用凝集参数法对海洋缆索系统进行动态分析(英文)[J];中国航海;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙金丽;张慧池;汤小霞;;波浪作用下锚泊系统动力响应的数值模拟[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
2 张革军;;波浪力作用下下部结构的设计[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
3 詹杰民;韩毅;李毓湘;苏炜;;波浪与振动柱体相互作用的数值模拟研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
4 匡晓峰;汪玉;缪泉明;冯学知;蒋强强;向旭;;水下航行体波浪力理论预报[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
5 吕卫清;应宗权;苏林王;林美鸿;;沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
6 赵晶瑞;唐友刚;沈文君;;传统深水Spar平台奇异运动响应研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
7 谢世楞;;淹没情况下半圆型导堤上的波浪力[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
8 李琳;杜林海;;大型船舶抗台的措施[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
9 青岛港轮驳公司QC小组;;确保大型油轮靠泊时首缆安全系泊[A];全国第第24次质量管理小组代表会议成果汇编[C];2002年
10 范菊;袁梦;朱仁传;缪国平;黄祥鹿;;系泊结构物在波浪中的响应分析[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 蔡湛 李劲 翠玲;智勇双全闯海人[N];中国石化报;2005年
2 李劲 张翠玲;茂名石化25万吨级单点系泊结硕果[N];中国石化报;2005年
3 张海燕 广言;借标准抢船配制高点 中韩不谋而合[N];中国船舶报;2009年
4 记者 魏敬民;厦门船务成立舾装件公司[N];中国船舶报;2008年
5 本报记者 蔡湛 通讯员 钟汉 李劲;单点系泊:海上原油输送实现变革[N];中国石化报;2006年
6 董旭光 陈友林;海上打造浮动机场[N];解放军报;2001年
7 记者 肖新华 实习生 叶晶晶;温产最大轮船昨顺利上水[N];温州日报;2009年
8 通讯员 程月辉;广州船院:华南船舶设计的生力军[N];中国船舶报;2004年
9 顾全;船舶碰撞事故中不可抗力的认定[N];中国船舶报;2002年
10 刘尚涛 唐崇武;民营经济成为水运主体[N];中国交通报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 柏威;非线性波浪与任意三维物体的相互作用[D];大连理工大学;2001年
2 朱海荣;船舶与海洋结构物运动的三维时域方法及应用[D];上海交通大学;2009年
3 杨冠声;张力腿平台非线性波浪载荷和运动响应研究[D];天津大学;2003年
4 孙雷;船兴波及其对结构物作用的研究[D];大连理工大学;2009年
5 李彬彬;新型深吃水多立柱平台的水动力与运动响应研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 杨敏冬;深水浮式结构与系泊/立管系统的全时域非线性耦合动态分析[D];大连理工大学;2012年
7 李本霞;斜向和多向不规则波对直立堤作用的研究[D];大连理工大学;2003年
8 孙亮;不规则频率的消除及其在波浪与结构物作用的高频和多物体干涉问题中的应用[D];大连理工大学;2009年
9 董华洋;浮箱—水平板式浮防波堤水动力特性研究[D];大连理工大学;2009年
10 孙路;波浪对外壁开孔双圆筒结构的作用[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 信书;码头前系泊船舶运动响应的数值模拟[D];大连理工大学;2005年
2 汤小霞;波浪作用下锚泊系统动力响应的数值模拟[D];大连理工大学;2006年
3 尤翔程;高阶波与波浪力计算分析[D];大连理工大学;2006年
4 王登婷;近岸直墙波浪力的模拟[D];南京水利科学研究院;2002年
5 胡保友;圆形深海养殖网箱的力学建模及仿真[D];中国海洋大学;2008年
6 王颖;弧形防浪墙波浪力的试验研究[D];上海交通大学;2007年
7 高晓芳;圆形升降式深海养殖网箱的力学分析建模及仿真[D];中国海洋大学;2005年
8 刘明;随机波浪对改进型半圆型防波堤作用研究[D];大连理工大学;2004年
9 田子谦;桥墩基础在海浪作用下的动力响应研究[D];华中科技大学;2005年
10 张登霞;双浮子海浪发电装置参数分析以及结构优化设计[D];燕山大学;2002年
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