基于四面体单元的浮态和稳性计算方法

发布时间：2021-05-07 18:20

　　由于浮力不足造成的沉没和由于稳定性不足造成的倾覆是海上船舶生存能力的两个主要威胁。因此,下沉和倾覆的安全是水上运输中生命安全和环境保护的重要组成部分,是航行安全的重要组成部分。随着近年来多体船及各类海洋工程建筑物的发展,以移动式海洋平台为代表的复杂形状浮体的静水力和稳性计算受到了国内外学者的关注,并从中提出了“体素法”的思想:（1）.将组合体“离散”为多个规则单元体（“体素”）。体素的类型有:四面体、六面体、三棱柱体、圆柱体等。（2）.根据“体素”与水平面的相对关系,计算其静水力要素（浮力和浮心坐标等）,最后“汇总”得到整体的静水力参数。鉴于不规则浮体在稳性计算的复杂性,本文基于四面体单元提出一种新的体素法,该算法简单可靠,适用于任意复杂外形浮体的浮态和静稳性计算。首先将复杂的浮体分解为六面体、圆柱、三棱柱等简单体素,然后再将这些体素进行二次分解,得到最为基本的体素:四面体。它既不同于经典的基于船舶型值表的稳性计算方法,也不同于基于浮体表面单元的积分方法,同时比其他基于三维体素（长方体、圆柱体）的方法更具有一般性。同时,本文还假设浮体及其形状定义坐标系不动,浮体的倾斜和升沉表现为水线面... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 船舶稳性的研究现状
        1.2.1 船舶浮态的研究现状
        1.2.2 船舶完整稳性研究现状
        1.2.3 完整稳性计算软件的开发现状
    1.3 论文的主要工作
第二章 基于四面体单元的体素法主要原理
    2.1 复杂浮体的离散方式
        2.1.1 规则几何体的离散方式
        2.1.2 适用于任意形状的直接离散方式
    2.2 四面体单元与水线面的相交关系
    2.3 水线面计算方法
        2.3.1 设计变量
        2.3.2 目标函数
        2.3.3 优化方法
    2.4 本章小结
第三章 浮态与稳性计算原理
    3.1 浮态的计算原理
    3.2 完整稳性的计算原理
    3.3 本章小结
第四章 浮态与稳性的程序计算流程
    4.1 已知水线面法线向量确定水线面方程的计算流程
        4.1.1 设计变量
        4.1.2 目标函数
        4.1.3 优化方法
        4.1.4 黄金分割法的步骤
    4.2 水线面法线向量的计算流程
        4.2.1 水线面法线向量计算原理
        4.2.2 水线面法线向量计算步骤
    4.3 浮态与稳性的程序计算流程汇总
        4.3.1 浮态的计算流程
        4.3.2 稳性的计算流程
    4.4 本章小结
第五章 浮态与稳性算例
    5.1 海洋平台模型算例
        5.1.1 海洋平台模型介绍
        5.1.2 海洋平台模型实验
        5.1.3 海洋平台模型软件计算
        5.1.4 海洋平台模型程序计算
    5.2 1000t油船算例
        5.2.1 1000t油船主尺度介绍
        5.2.2 1000t油船静水力程序计算
        5.2.3 1000t油船数据结果分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
        6.2.1 本文的不足
        6.2.2 对未来工作的展望
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3173852