船舶码头系泊形式及水动力性能分析

发布时间：2017-08-17 19:04

  本文关键词：船舶码头系泊形式及水动力性能分析

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【摘要】：随着国际航运事业的发展,人们对于船舶码头的需求量正在不断增大,随着开敞式和半开敞式码头的增多,码头系泊船舶所处的自然环境越来越恶劣,因此对码头系泊船舶的研究正日益受到科研人员的关注,为了保证船舶的系泊安全和货物的正常装卸,对其进行水动力性能分析是很有必要的。目前对于码头系泊问题的研究,大部分都是通过模型试验的方式,进行数值仿真研究的相对较少,本文利用ANSYS-AQWA软件,基于三维势流理论,对船舶的水动力性能和系泊形式进行研究。主要研究内容可以总结为以下几点:(1)码头系泊船舶水动力频域分析。首先利用ANSYS软件建立有限元模型,然后在AQWA-LINE中进行频域水动力性能分析,得到附加质量、辐射阻尼、运动响应幅值算子、一阶波激力和定常漂移力随频率的变化规律,比较了不同水深、不同入射角度以及码头的存在对船舶水动力性能的影响。(2)码头系泊船舶时域耦合分析。利用AQWA-DRIFT模块,在风、浪和流的联合作用下,研究船舶六个自由度的运动响应和系泊缆张力的变化情况,并通过傅里叶变换对这些响应结果进行了频谱分析,讨论了各频率响应成分对运动响应的贡献。同时研究了风向、浪向和流向对时域耦合分析结果的影响。(3)船舶码头系泊形式的优化及动力响应分析。利用AQWA-DRIFT模块,首先沿型深方向优化,然后对艏艉缆和艉横缆进行优化设计。对优化前后的系泊方案进行结果分析,从船舶运动响应和系泊缆张力两个方面,比较优化方案与原有系泊方案的优劣,得出相关的结论。
【关键词】：码头系泊 水动力性能 优化设计 时域耦合
【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】：U653.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-16
• 第1章 绪论16-26
• 1.1 引言16
• 1.2 研究背景及意义16-19
• 1.3 码头系泊的概述19-20
• 1.3.1 系泊缆分类19-20
• 1.3.2 系泊船舶环境因素20
• 1.4 国内外研究进展20-23
• 1.4.1 码头系泊运动响应研究进展20-21
• 1.4.2 码头系泊系缆力研究进展21-22
• 1.4.3 泊位长度及系缆墩布置研究进展22-23
• 1.5 本文主要研究内容及创新点23-26
• 1.5.1 论文研究内容23-24
• 1.5.2 创新点24-26
• 第2章 基本理论26-40
• 2.1 引言26
• 2.2 表面波理论26-33
• 2.2.1 表面波的基本方程和边界条件26-27
• 2.2.2 波浪理论27-28
• 2.2.3 辐射和绕射理论28-31
• 2.2.4 格林函数法31-33
• 2.3 环境载荷的计算33-35
• 2.3.1 波浪载荷33-34
• 2.3.2 风载荷34-35
• 2.3.3 流载荷35
• 2.4 系缆力的计算方法35-36
• 2.5 护舷力的计算方法36
• 2.6 多浮体理论36-39
• 2.6.1 多浮体间的水动力相互作用36-37
• 2.6.2 多浮体的运动37-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第3章 码头系泊船舶水动力频域分析40-58
• 3.1 引言40
• 3.2 坐标系和环境载荷方向的设定40-41
• 3.3 不同水深对船舶频域水动力性能的影响41-47
• 3.3.1 不同水深对船舶附加质量的影响41-42
• 3.3.2 不同水深对船舶辐射阻尼的影响42-44
• 3.3.3 不同水深对船舶运动响应幅值算子的影响44-45
• 3.3.4 不同水深对船舶一阶波激力的影响45-46
• 3.3.5 不同水深对船舶定常漂移力的影响46-47
• 3.4 不同浪向角对船舶频域水动力性能的影响47-50
• 3.4.1 不同浪向角对船舶运动响应幅值算子的影响47-48
• 3.4.2 不同浪向角对船舶一阶波激力的影响48-50
• 3.4.3 不同浪向角对船舶定常漂移力的影响50
• 3.5 码头对船舶频域水动力性能的影响50-55
• 3.5.1 码头对船舶附加质量的影响50-52
• 3.5.2 码头对船舶辐射阻尼的影响52-53
• 3.5.3 码头对船舶运动响应幅值算子的影响53-54
• 3.5.4 码头对船舶一阶波激力的影响54-55
• 3.5.5 码头对船舶定常漂移力的影响55
• 3.6 本章小结55-58
• 第4章 码头系泊船舶时域耦合分析58-80
• 4.1 引言58
• 4.2 环境条件58-59
• 4.3 码头系泊系统动力响应分析59-69
• 4.3.1 码头系泊系统简介59-60
• 4.3.2 时域仿真及结果分析60-69
• 4.4 风向对码头系泊系统的影响69-72
• 4.4.1 风向对码头系泊船舶运动响应的影响69-71
• 4.4.2 风向对码头系泊船舶系缆力的影响71-72
• 4.5 浪向对码头系泊系统的影响72-76
• 4.5.1 浪向对码头系泊船舶运动响应的影响72-75
• 4.5.2 浪向对码头系泊船舶系缆力的影响75-76
• 4.6 流向对码头系泊系统的影响76-79
• 4.6.1 流向对码头系泊船舶运动响应的影响76-78
• 4.6.2 流向对码头系泊船舶系缆力的影响78-79
• 4.7 本章小结79-80
• 第5章 船舶码头系泊形式的优化及动力响应分析80-94
• 5.1 引言80
• 5.2 沿型深方向优化分析80-84
• 5.2.1 沿型深方向优化运动响应分析81-84
• 5.2.2 沿型深方向优化系泊缆张力分析84
• 5.3 艏艉缆优化分析84-88
• 5.3.1 艏艉缆优化运动响应分析85-87
• 5.3.2 艏艉缆优化系泊缆张力分析87-88
• 5.4 艉横缆优化分析88-92
• 5.4.1 艉横缆优化运动响应分析88-91
• 5.4.2 艉横缆优化系泊缆张力分析91-92
• 5.5 本章小结92-94
• 第6章 总结与展望94-98
• 6.1 论文总结及结论94-95
• 6.2 展望95-98
• 参考文献98-102
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及学术成果102-104
• 致谢104

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5 郭建廷;船舶码头系泊形式及水动力性能分析[D];江苏科技大学;2016年

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本文编号：690587