【摘要】：養(yǎng)魚船在工作過程中,受外部環(huán)境的作用,艙室會隨著船體發(fā)生六自由度耦合運動響應,進而引起艙內流體會發(fā)生復雜的晃蕩現象�；问幰鸬乃w狀態(tài)變化直接決定了養(yǎng)殖對象的養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境。因此開展養(yǎng)魚船工作船艙內流場數值仿真研究,分析船體運動以及外部流場對艙內養(yǎng)魚生態(tài)環(huán)境的影響對養(yǎng)魚船的母船選型及改造方案設計具有重要的理論參考價值。面對當前我國南海漁業(yè)養(yǎng)殖較為迫切的市場需求,國內已有船舶公司提出了將退役舊船改造為養(yǎng)魚船的方案。本文以一艘由散貨船改裝而成的養(yǎng)魚船為研究對象,基于CFD方法模擬了養(yǎng)魚船在外界環(huán)境條件作用下發(fā)生多自由度耦合運動時的艙內流場狀態(tài),分析了船體運動及外部海洋條件對養(yǎng)魚船養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的影響,具體內容包括:首先,基于封閉艙室的模型試驗,確定了數值計算的模型及算法;采用ITTC的推薦規(guī)程結合封閉艙室的試驗數據對晃蕩問題進行了不確定度分析,確定了數值計算的網格尺度及時間步方案。后續(xù)以封閉艙室模型的驗證結果拓展應用至開孔艙室內部流場的數值仿真。其次,根據養(yǎng)魚船的總布置圖,選取養(yǎng)魚船開孔艙室的典型橫剖面建立二維水動力分析模型。對橫搖和垂蕩兩種含有艙室晃蕩問題的典型運動形式進行了數值模擬。分別分析了養(yǎng)魚船在不同幅值、頻率的橫搖、垂蕩運動以及不同相位角的橫搖與垂蕩耦合運動激勵下,開孔艙室內部流場狀態(tài)的變化規(guī)律。研究結果可為養(yǎng)魚船改造方案中的母船選型提供參考。然后,同樣基于二維橫剖面水動力分析模型,模擬了養(yǎng)魚船在單獨均勻流、波浪以及浪-流聯(lián)合場作用下的開孔艙室內部流場狀態(tài)。分析了流速、艙型以及不同波浪對于開孔艙室內部流場狀態(tài)的影響規(guī)律。研究結果可為養(yǎng)魚船的改造方案設計中提供參考。最后,基于波浪勢流的三維邊界元理論,建立了養(yǎng)魚船在復雜波浪載荷作用下運動響應的理論預報方法,綜合考慮船體運動及外部流場的影響,建立了一種可靠的船體運動與外部流場聯(lián)合作用的數值分析模型,實現了實際海況下的養(yǎng)魚船開孔艙室內部流場的模擬。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U663.8;U674.4

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