海上拦阻警戒系统水动力特性和系泊强度数值分析

发布时间：2020-06-13 03:47

【摘要】：当船舶在海上航行、进出港口时,由于船舶的吨位和航行速度的增加,当机械故障或操作不当时,船舶可能撞击到海上建筑、桥墩、码头,造成严重的海上交通事故,此外,海上军事基地的警戒和防护也日益重要。因此,海上拦阻警戒系统水动力特性和系泊强度是一个值得研究的问题,可以为海上拦阻警戒系统的安全使用提供依据。为了准确研究海上拦阻警戒系统水动力特性和系泊强度,本文选择WORKBENCH浮体分析平台,利用海洋工程浮体分析软件AQWA计算系泊多浮体耦合系统水动力特性和系泊力,验证全耦合时域分析方法的正确性,建立局部海上拦阻警戒系统的水动力模型,进行了水动力分析、不同海况下的运动和动力响应数值模拟,分析海上拦阻警戒系统的优缺点。再将浮体受到的环境载荷施加到整个海上拦阻警戒系统中,增加了计算精度,研究海上拦阻警戒系统的系泊强度。本文的主要工作将从以下几个方面展开:(1)通过WORKBENCH浮体分析软件建立水动力模型,采用全耦合时域分析方法,对浮筒链式系泊多浮体耦合系统进行了水动力分析、不同海况下的运动和动力响应数值模拟、防撞性能分析,与现有物理模型试验进行了对比分析。(2)分析了影响数值模拟结果与物理模型试验结果产生误差的原因,验证了全耦合时域分析方法的正确性,用这种方法进行系泊多浮体耦合系统水动力和防撞性能问题的分析是完全可行的。(3)建立了局部海上拦阻警戒系统的水动力模型,采用全耦合时域分析方法,进行了水动力分析、不同海况下的运动和动力响应数值模拟,并将海上拦阻警戒系统和传统型防撞系统进行对比分析,对比了在单纯波浪和波流共同作用两种工况下的运动响应和动力响应,分析了海上拦阻警戒系统的优缺点。(4)通过WORKBENCH浮体分析平台得到浮体受到的环境载荷,在ANSYS软件中将环境载荷施加到整个海上拦阻警戒系统中,进行系泊强度分析,模拟了在五级和八级海况下浮体漂移12m时,圆柱形浮体和椭球形浮体组成的海上拦阻警戒系统的运动响应和动力响应,得出圆柱形和椭球形结构的海上拦阻警戒系统均满足强度要求,但椭球形浮体组成的海上拦阻警戒系统的安全系数高于圆柱形浮体组成的海上拦阻警戒系统。
【图文】：

图 1.1 船桥碰撞（图片来自互联网）图 1.2 船桥碰撞（图片来自互联网）码头的建成、海上运输的高速发展和我国领海海域的保护，使系泊多应用。针对桥梁的非通航孔设计了各类浮式防船撞设施，避免因桥墩

2图 1.2 船桥碰撞（图片来自互联网）类码头的建成、海上运输的高速发展和我国领海海域的保护，，使系泊多浮泛应用。针对桥梁的非通航孔设计了各类浮式防船撞设施，避免因桥墩受带来严重的人员伤亡和经济损失。在船舶碰撞的风险分析中，重要的是对防，近年来发展的柔性多浮体防船撞结构，用于保护海上建筑的安全。在头也逐渐发展了浮体系泊式防撞系统，用于拦截由于恶劣环境或船舶机械外事故，保护码头的同时也避免了灾难性的海上污染。另外，在海上作业结构面临着船舶碰撞和坠落物体撞击的风险，潜在的后果可能从轻微的局对结构完整性的主要威胁。在极端条件下，意外载荷可能导致整个结构全
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U698;O352

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本文编号：2710594