超大型集装箱船首尾砰击载荷与局部结构响应分析

发布时间：2023-03-28 20:51

　　近年来,随着各国间日益紧密的经济联系以及环境法力度的不断提高,作为具有载箱量大、单箱运载成本低、二氧化碳排量少等优点的超大箱集装箱船得到了极大的发展。但是鉴于超大型集装箱船具有较大的艏外飘结构,在海浪大幅度的运动时极易使得首部受到波浪砰击的作用。同时,因其也具有平坦的尾部线型,在遭遇极大风浪的情况时,由于自身发生了大幅度的摇晃运动,极易产生底部水动力砰击的现象。砰击对船体最直接的影响就是产生剧烈的冲击作用,从而使得局部的结构遭到损毁,在危及到航海安全性的同时,也会同样对海上人员的生命安全造成威胁。为了就船体的砰击载荷进行理论预报,并对砰击载荷作用下局部结构的响应分析方法进行研究,本文开展了以下的工作:1、研究超大型集装箱船的运动特性。由于砰击主要与船波之间的相对运动情况有关,所以开展了对首部和尾部垂向相对运动特性的研究工作。采用了对比分析的方法,以10000箱和21000箱超大型集装箱船为例,研究了船长对运动特性的影响。进而针对21000箱超大型集装箱船进行了满载和压载工况下的首尾相对运动特性研究。2、开展数值仿真工作,将二维刚性体落水的仿真结果与试验结果进行对比分析,验证数值方法计算...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 课题的国内外研究现状
        1.2.1 砰击载荷的理论方法研究现状
        1.2.2 砰击载荷的数值计算方法研究现状
        1.2.3 首部砰击与尾部砰击的研究现状
        1.2.4 砰击载荷作用下结构动响应的研究现状
    1.3 本文主要研究内容及创新点
第2章 超大型集装箱船运动特性研究
    2.1 概述
    2.2 基于三维频域线性势流理论的相对运动预报方法
        2.2.1 基本假定与坐标系选取
        2.2.2 入射波的描述
        2.2.3 流场速度势的分解及其定解条件
        2.2.4 运动方程的建立与相对运动的求解
        2.2.5 相对波面运动的长短期预报
    2.3 不同船长条件下的运动特性研究
        2.3.1 规则波响应计算
        2.3.2 计算工况和水动力模型的确定
        2.3.3 环境参数的选取
        2.3.4 规则波计算结果及对比
        2.3.5 长期值计算与分析
    2.4 不同装载工况条件下的运动特性研究
        2.4.1 规则波计算结果及对比
        2.4.2 长期值计算与分析
    2.5 本章小结
第3章 砰击载荷的仿真研究
    3.1 概述
    3.2 Ls-Dyna简介
        3.2.1 计算流程
        3.2.2 理论基础
    3.3 数值仿真方法验证
        3.3.1 有限元模型
        3.3.2 数值结果及分析
    3.4 首部砰击载荷特性研究
        3.4.1 首部砰击发生的条件
        3.4.2 外飘砰击载荷特性研究
    3.5 尾部砰击载荷特性研究
        3.5.1 尾部砰击发生的条件
        3.5.2 尾部砰击载荷特性研究
    3.6 本章小结
第4章 实船砰击载荷计算及动力响应分析
    4.1 概述
    4.2 首尾砰击载荷的预报
        4.2.1 计算剖面的选取
        4.2.2 砰击速度的设计值
        4.2.3 砰击载荷的设计值
    4.3 实船砰击载荷数值预报
        4.3.1 船型基本参数
        4.3.2 计算剖面的选取
        4.3.3 砰击速度的设计值
        4.3.4 砰击载荷的预报
    4.4 动力响应分析
        4.4.1 基本运动方程
        4.4.2 直接瞬态响应分析中的阻尼
        4.4.3 直接瞬态响应分析流程
    4.5 实船动力响应分析
        4.5.1 有限元模型
        4.5.2 设计砰击载荷以及边界条件的施加
        4.5.3 首部结构动力响应分析
        4.5.4 尾部结构动力响应分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3773264