沿海M型风电维护船船型设计与水动力性能研究
发布时间：2023-02-10 19:24
近年来我国环保面临着严峻的考验,在国家环保战略的号召下,大力发展新能源将是大势所趋。我国有着漫长的海岸线,海上风能资源丰富,近年来在政府的大力支持下,海上风能开发成为当下的一个热门领域;作为海上风电领域中重要的组成部分海上风电维护船,其阻力性能、耐波性能的优劣对经济效益会产生影响,因此本文就海上风电维护船船型展开研究,探寻一种阻力性能和耐波性能优良的海上风电维护船船型。作为近年来出现的新船型M型船,其在阻力性能和耐波性能方面有着不小的潜力。本文首次将M型船运用到海上风电维护船中,以三体风电维护船为基础船,结合M型船主要船型特征,确定了M型风电维护船主要船型要素,并进行了船体型线图设计,随后运用专业的船舶设计软件NAPA对船体型线进行了完善并建模,进而根据风电维护船具体使用要求对M型风电维护船进行了总布置设计。本文根据M型船模以及三体船模试验资料,运用CFD软件STAR CCM+研究了船体的静水阻力数值仿真方法以及船体在规则波中的迎浪增阻、耐波性能数值仿真方法,将计算结果与试验值相对比验证了CFD软件的准确性。针对M型风电维护船船底槽道参数提出了多组船型方案,运用CFD软件计算了静水阻力...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题的意义与实用价值
1.1.1 国内外风电场的发展及其维护情况
1.1.2 M型船水动力性能
1.1.3 选题的意义和实用价值
1.2 本课题的研究现状
1.2.1 三体船型的研究现状
1.2.2 船舶CFD数值仿真分析研究现状
1.2.3 M型船的阻力性能研究现状
1.2.4 M型船的耐波性研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第2章 M型风电维护船船型方案确定与总布置设计
2.1 船型分析与确定
2.1.1 三体风电维护船船型分析
2.1.2 M型船船型分析
2.1.3 海上风电场维护船船型确定
2.2 M型风电维护船方案构思
2.2.1 船体主要要素确定
2.2.2 船体槽道特征参数初步确定
2.2.3 船体围壁主尺度初步确定
2.2.4 M型风电维护船型线设计
2.3 M型风电维护船方案确定
2.4 M型风电维护船总布置设计
2.4.1 主船体内区域划分
2.4.2 上层建筑的划分
2.5 本章小结
第3章 M型船阻力性能和耐波性能数值仿真方法研究
3.1 STAR-CCM+软件介绍
3.1.1 控制方程
3.1.2 湍流模型
3.1.3 自由液面的数值模拟
3.2 M型船的静水阻力数值仿真方法研究
3.2.1 几何模型的选择
3.2.2 三体船几何试验模型
3.2.3 设定控制域和边界条件
3.2.4 网格的划分
3.2.5 重叠网格技术
3.2.6 相关参数设置
3.2.7 数值计算结果与验证
3.2.8 M型船几何试验模型
3.2.9 M型船网格划分
3.2.10 数值计算结果与验证
3.3 迎浪增阻及耐波性数值仿真方法研究
3.3.1 数值波浪水池的建立
3.3.2 相关参数设置
3.3.3 数值计算结果与验证
3.4 本章小结
第4章 M型风电维护船静水阻力性能研究
4.1 船型方案的设立
4.1.1 槽道高度方案
4.1.2 槽道长度方案
4.2 M型风电维护船静水阻力数值仿真研究
4.2.1 底部槽道水气两相流
4.2.2 各方案静水数值仿真计算结果及分析
4.3 本章小结
第5章 M型风电维护船迎浪阻力与耐波性能研究
5.1 M型风电维护船迎浪阻力计算研究
5.1.1 相关计算参数设置
5.1.2 数值仿真计算
5.1.3 M型风电维护船槽道参数对波浪中阻力的影响
5.2 M型风电维护船耐波性能研究
5.2.1 M型风电维护船槽道参数对纵摇运动响应的影响
5.2.2 M型风电维护船槽道参数对垂荡运动响应的影响
5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
附录1 三体船模迎浪增阻及耐波性验证数值表
附录2 M型风电维护船静水阻力数值表
附录3 M型风电维护船迎浪阻力数值表
附录4 M型风电维护船纵摇运动响应数值表
附录5 M型风电维护船垂荡运动响应数值表
攻读硕士期间发表的学术论文
攻读硕士期间发表的专利
致谢
本文编号：3739772
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题的意义与实用价值
1.1.1 国内外风电场的发展及其维护情况
1.1.2 M型船水动力性能
1.1.3 选题的意义和实用价值
1.2 本课题的研究现状
1.2.1 三体船型的研究现状
1.2.2 船舶CFD数值仿真分析研究现状
1.2.3 M型船的阻力性能研究现状
1.2.4 M型船的耐波性研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第2章 M型风电维护船船型方案确定与总布置设计
2.1 船型分析与确定
2.1.1 三体风电维护船船型分析
2.1.2 M型船船型分析
2.1.3 海上风电场维护船船型确定
2.2 M型风电维护船方案构思
2.2.1 船体主要要素确定
2.2.2 船体槽道特征参数初步确定
2.2.3 船体围壁主尺度初步确定
2.2.4 M型风电维护船型线设计
2.3 M型风电维护船方案确定
2.4 M型风电维护船总布置设计
2.4.1 主船体内区域划分
2.4.2 上层建筑的划分
2.5 本章小结
第3章 M型船阻力性能和耐波性能数值仿真方法研究
3.1 STAR-CCM+软件介绍
3.1.1 控制方程
3.1.2 湍流模型
3.1.3 自由液面的数值模拟
3.2 M型船的静水阻力数值仿真方法研究
3.2.1 几何模型的选择
3.2.2 三体船几何试验模型
3.2.3 设定控制域和边界条件
3.2.4 网格的划分
3.2.5 重叠网格技术
3.2.6 相关参数设置
3.2.7 数值计算结果与验证
3.2.8 M型船几何试验模型
3.2.9 M型船网格划分
3.2.10 数值计算结果与验证
3.3 迎浪增阻及耐波性数值仿真方法研究
3.3.1 数值波浪水池的建立
3.3.2 相关参数设置
3.3.3 数值计算结果与验证
3.4 本章小结
第4章 M型风电维护船静水阻力性能研究
4.1 船型方案的设立
4.1.1 槽道高度方案
4.1.2 槽道长度方案
4.2 M型风电维护船静水阻力数值仿真研究
4.2.1 底部槽道水气两相流
4.2.2 各方案静水数值仿真计算结果及分析
4.3 本章小结
第5章 M型风电维护船迎浪阻力与耐波性能研究
5.1 M型风电维护船迎浪阻力计算研究
5.1.1 相关计算参数设置
5.1.2 数值仿真计算
5.1.3 M型风电维护船槽道参数对波浪中阻力的影响
5.2 M型风电维护船耐波性能研究
5.2.1 M型风电维护船槽道参数对纵摇运动响应的影响
5.2.2 M型风电维护船槽道参数对垂荡运动响应的影响
5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
附录1 三体船模迎浪增阻及耐波性验证数值表
附录2 M型风电维护船静水阻力数值表
附录3 M型风电维护船迎浪阻力数值表
附录4 M型风电维护船纵摇运动响应数值表
附录5 M型风电维护船垂荡运动响应数值表
攻读硕士期间发表的学术论文
攻读硕士期间发表的专利
致谢
本文编号：3739772
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