收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

船舶运动与波浪载荷计算的非线性方法研究

秦洪德  
【摘要】: 结构强度计算方法的不断进展对外载荷计算提出了更高的要求。本文工作的主要目的是为船体部分舱段或全船结构有限元分析以及船体强度估算提供一种实用、合理的外载荷计算方法。基于目前造船界广泛应用的切片理论做进一步的改进和完善是本文的核心内容,主要开展了以下几部分工作: 1.关于二维扰动流场的求解:将通常仅适宜求解具有对称形状二维物体扰动流场的多极展开法(保角变换方法)扩展至非对称形状二维物体,给出了任意形状二维物体的辐射和绕射流场的速度势及水动压力的频域解,进一步扩大了多极展开法的实际应用范围。 2.关于线性切片理论:线性切片理论本身已经发展成熟,但已有的基于线性切片理论的船舶运动与波浪载荷预报软件系统存在着某些不足之处,在短波长情况下,往往不能给出合理的结果。本文提出了一些针对性的改进措施,使之在短波长情况下也能给出满足工程需要精度的结果。这里提出的改进措施无论对非线性方法还是线性方法都具有普遍意义,目的是为了提高数值计算的精度。 3.关于水动压力预报:本文提出了基于二维扰动流场频域稳态解的一种预报船体瞬时湿表面压力分布的工程实用方法。该方法应用扩展的切片理论建立迎浪规则波中船舶非线性运动方程,通过时域步进求解获得船舶刚体运动的稳定时历,进而给出与船体各横剖面瞬时吃水相对应的静水压力变化、入射波压力、绕射压力、辐射压力和波浪冲击压力诸分量。该方法的主要特点是给出了与船舶运动在动力学意义上相匹配的瞬时非线性压力分布。在上述研究工作的基础上,采用理论计算与模型试验相结合的方式,研究了船体表面水动压力的非线性特性。利用本文方法对某集装箱船进行了规则波中的船舶运动和水动压力的理论计算,并与船模水池试验所提供的多状态的压力分布数据相比较,得出船体表面瞬时压力的分布及其随航速和波浪参数变化的某些规律。 哈尔滨工程大学博士学位论文 关于斜浪中非线性船舶运动方程的求解:本文提出了按极小化原理确定 斜浪规则波中船舶非线性运动响应的新方法。由于船舶在水平面内没有 恢复力(矩),导致时域计算中水平面内的船舶运动发散。如何克服这一 困难,是斜浪中船舶非线性运动计算的一个关键性问题。本文提出的新 方法可以保证获得斜浪中船舶非线性运动的稳定的周期解,从而进一步 完善了斜浪中船舶非线性运动预报和波浪载荷计算的工程实用方法。 关于斜浪规则波中非线性波浪载荷的计算:本文基于切片理论,考虑到 船体非直舷、水下剖面形状的瞬时变化以及砰击等非线性因素,讨论了 大波幅斜浪规则波中非线性流体力的时域计算方法。文中针对水平运动 发散问题引入极小化原理求解非线性船舶运动方程,给出了一套完整的 工程上实用的斜浪中船舶非线性运动响应与波浪载荷计算方法,并结合 实船数值计算结果,讨论了各种非线性因素对流体力的影响。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 詹成胜,邹早建,郑伟涛;船舶运动格林函数远场部分的数值分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2002年04期
2 韩忠南;第五讲 船舶运动性能是优选航线的重要依据[J];海洋预报;1987年01期
3 元萍;;一种船用波浪测量仪的设计[J];山东科学;2010年01期
4 陈超核;;在时域中求解非线性船舶运动及波浪载荷的数值计算方法和程序[J];船海工程;1993年05期
5 金传荣,曾广武;用变系数微分方程进行船舶波浪弯矩的时域模拟[J];华中理工大学学报;1994年01期
6 唐友刚,郑俊武,董艳秋,张泽盛,张延峰;船舶内共振动力学行为的研究[J];中国造船;1998年04期
7 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
8 文岑;陈景秋;陈明栋;;南京长江第四大桥航行条件数值模拟研究[J];重庆建筑大学学报;2006年04期
9 刘春生;洪碧光;滕英祥;李同山;;侧推器协助船舶靠离泊操纵的数学模型[J];大连海事大学学报;2007年01期
10 欧珊;毛筱菲;;渔船非线性横摇理论研究分析[J];船海工程;2011年03期
11 ;挪威研制出新型船舶运动监测系统[J];水运科技信息;1996年04期
12 马贤长;;船舶在狭窄水域下水应对措施[J];中国水运(学术版);2006年05期
13 陈远明;叶家玮;张兮龙;;船舶运动的极短期预报试验[J];船海工程;2010年01期
14 齐亮;俞孟蕻;;船舶动力定位系统的广义预测控制方法研究[J];中国造船;2010年03期
15 谢楠,钱国梁,郜焕秋,魏纳新;一种船模和实船试验中的船舶运动测量系统(英文)[J];船舶力学;2001年03期
16 李芃,张晓宇,何晋,李文秀;船舶运动控制中的非线性混沌及PID控制方法[J];舰船科学技术;2002年05期
17 唐友刚,鲁晓光,郑俊武;船舶运动亚谐共振动力学行为的研究[J];船舶力学;2003年01期
18 谷丽丽;邓志良;;动态模糊神经网络在船舶动力定位中的应用[J];船舶工程;2006年02期
19 朱仁传;郭海强;缪国平;余建伟;;一种基于CFD理论船舶附加质量与阻尼的计算方法[J];上海交通大学学报;2009年02期
20 黄鼎良,李向群;小水线面双体(SWATH)船纵向运动的控制[J];大连理工大学学报;1987年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭晨;孙建波;史成军;杨国勋;徐黎黎;;船舶运动智能控制虚拟现实仿真系统[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
2 丁玲玲;刘胜;邓志红;孙静川;;船舶航向广义预测控制规律研究[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
3 张桂臣;;复合误差模型自适应控制的应用研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
4 梁文娟;金允龙;陈高增;;船舶与桥墩碰撞力计算及桥墩防撞[A];中国公路学会’2001学术交流论文集[C];2001年
5 马延德;关伟姝;孙德壮;王言英;;浮式生产储油船(FPSO)迁航性能计算[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年
6 沈智鹏;郭晨;张宁;;5446TEU集装箱船舶运动数学建模与仿真[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
7 余鹤书;谷美荣;许小峰;;在风浪场中船舶运动失速特征[A];中国航海学会海洋船舶驾驶专业委员会天气与航海安全论文集[C];1997年
8 吴乘胜;朱德祥;顾民;;基于NS方程的数值波浪水池构建[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
9 朱文谱;郜焕秋;谢楠;胡震;;船舶运动自适应TAR模型预报方法[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
10 张宁川;黄国兴;蒋庆;王巨轮;;复杂水动力条件下大型开敞式码头轴线之确定[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 记者 刘颖;自动舵市场:从中端产品突破[N];中国船舶报;2008年
2 幕泽春 杨莉;大连海大三项船配研究课题通过验收[N];中国船舶报;2008年
3 本报记者 王喜林 栗嘉整理;走特色办园之路[N];科技日报;2004年
4 通讯员 杨莉 姜云飞;不上船便可走遍万里海疆[N];中国水运报;2009年
5 杨莉 姜云飞;高品质航海模拟系统获大奖[N];中国船舶报;2009年
6 张韶军;离岸深水港码头泊稳条件研究 指导船舶安全装卸[N];中国交通报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王显峰;船舶运动鲁棒H_∞估计与预报研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 江林;由航行中船舶运动预报海浪[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 文岑;平面二维水沙运动与船舶运动的数值模拟研究及其应用[D];重庆大学;2012年
4 秦洪德;船舶运动与波浪载荷计算的非线性方法研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 张桂臣;复合误差模型自适应船舶控制系统的应用研究[D];大连海事大学;2009年
6 杨盐生;不确定系统的鲁棒控制及其在船舶运动控制中的应用[D];大连海事大学;2000年
7 马洁;船舶运动姿态预报与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 王先洲;船舶及潜艇操纵中的鲁棒控制研究[D];华中科技大学;2006年
9 李红霞;纵浪和斜浪中船舶非线性运动特性研究[D];天津大学;2008年
10 胡忠辉;船舶航向运动非线性自适应及优化控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张仁彦;船舶运动半物理仿真系统[D];哈尔滨工程大学;2003年
2 王丽丽;低速域船舶运动仿真平台的设计[D];大连海事大学;2011年
3 秦桂晓;铰链式拖驳船的运动建模与仿真[D];大连海事大学;2011年
4 李毓江;船舶在波浪中大幅度运动和载荷时域预报[D];武汉理工大学;2004年
5 潘志远;可计及初始横倾的船舶运动与波浪载荷预报[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 刘川;响应型非线性船舶模型的鲁棒神经网络控制[D];大连海事大学;2004年
7 何金花;船舶运动建模及虚拟现实技术的实现[D];厦门大学;2007年
8 韩延明;分布式船舶运动仿真平台的研究[D];大连海事大学;2009年
9 陈伟;基于实测海洋环境数据库的集装箱船耐波性预报研究[D];上海交通大学;2008年
10 王卓;船舶运动模拟平台液压传动与计算机控制系统设计[D];国防科学技术大学;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978