小水线面双体船水动力性能及砰击概率研究

发布时间：2018-03-12 16:54

  本文选题：小水线面双体船　切入点：波浪载荷　出处：《江苏科技大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：中国是个海洋大国,由于其海洋气象水文环境复杂多样,它对各种类型的军民船舶都有需求,小水线面双体船(SWATH)拥有广泛的适用性、耐波性、操纵性等诸多优点,并得到大范围的推广,是非常值得关注的船型。因此,研究SWATH波浪载荷预报,在不同海况发生砰击的概率以及锚地锚泊是具有重大意义的。本文以一艘5580吨的SWATH为研究对象,首先研究了SWATH在不同航速下的波浪诱导载荷沿船长以及船宽的分布规律,并分析了航速变化对波浪载荷的影响以及典型截面的随机性;其次对SWATH在锚地锚泊进行了频域及时域耦合分析;最后研究了在不同海况下不同航速发生砰击的概率,并利用经验公式计算了砰击压力。具体研究内容如下:(1)根据质量分布及型线图建立SWATH的质量模型及湿表面模型,计算出SWATH在不同航速下横纵向波浪载荷分量的传递函数,并对零航速进行了长短期预报,得到横纵向波浪载荷分别沿船宽和船长的分布规律。同时,对波浪载荷的随机性进行了分析。发现在进行波浪诱导载荷计算时,应根据实际海况来选择最优的波浪谱进行环境模拟,得到的预报值才会更加合理。(2)SWATH锚地锚泊频域及时域耦合分析。对SWATH进行频域分析,得到附加质量、运动响应幅值算子、一阶波激力和定常漂移力在不同水深下的变化规律。在频域分析的基础上,对SWATH六个自由度的运动响应及锚链张力进行研究,分析了三级和六级海况下锚链合理数量,并讨论了风、浪和流对锚泊的影响,在此基础上,结合两种典型工况的计算结果,给出合理的锚泊环境条件。(3)SWATH砰击概率研究。对SWATH在1个小时内不同海况以及不同航速下船波之间的相对运动和相对速度值进行预报,计算出SWATH在不同海况下不同航速的砰击发生概率,在七级海况时,分析了不同吃水对砰击概率的影响,结果表明:砰击概率随着吃水的增加而减小。同时,对不同海况下的砰击压力进行了计算。
[Abstract]:China is a large marine country, because of its complex marine meteorological and hydrological environment, it has a demand for various types of military and civilian vessels. The small waterline catamaran has many advantages, such as wide applicability, seakeeping, maneuverability, etc. Therefore, it is of great significance to study the probability of slamming at different sea conditions and anchoring at different sea conditions. In this paper, a ship with 5580 tons of SWATH is taken as an object of study. Firstly, the distribution of wave induced load along the captain and the ship width of SWATH at different speeds is studied, and the influence of the variation of speed on the wave load and the randomness of typical section are analyzed. Secondly, the frequency domain coupling analysis of SWATH at Anchorage is carried out. Finally, the probability of slamming at different sea speeds is studied. The slamming pressure is calculated by empirical formula. The specific research contents are as follows: (1) based on mass distribution and profile diagram, the mass model and wet surface model of SWATH are established, and the transfer function of transverse and longitudinal wave load components of SWATH at different speeds is calculated. At the same time, the distribution of wave loads along ship width and ship captain is obtained. At the same time, the randomness of wave loads is analyzed. It is found that in the calculation of wave induced loads, According to the actual sea condition, the optimal wave spectrum should be selected to simulate the environment, and the predicted value will be more reasonable. The frequency domain coupling analysis of SWATH in mooring frequency domain is more reasonable. The additional mass and the amplitude operator of motion response are obtained by analyzing the frequency domain of SWATH. On the basis of frequency domain analysis, the motion response and anchor chain tension of six degrees of freedom of SWATH are studied, and the reasonable number of anchor chains under third-order and sixth-order sea conditions are analyzed. The effects of wind, wave and current on mooring are discussed. The reasonable anchoring environment conditions are given. The slamming probability of SWATH is studied. The relative motion and relative velocity of SWATH under different sea conditions and different speeds are forecasted in one hour. The probability of slamming of SWATH at different sea speeds is calculated. The influence of different draught on the slamming probability is analyzed in seven sea conditions. The results show that the slamming probability decreases with the increase of draught. The slamming pressure under different sea conditions is calculated.
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.951;U661

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本文编号：1602443