流固耦合現(xiàn)象存在于各行各業(yè)的方方面面。對于船舶而言,船舶航行于水面,舷側(cè)和底部與水接觸,同時船體內(nèi)部設(shè)置液艙,艙內(nèi)和艙外都存在流固耦合現(xiàn)象。一般工程中處理舷外水主要采用劉易斯圖譜法和虛擬質(zhì)量法,艙內(nèi)水則以質(zhì)量點的形式模擬,忽略了船體與液體的耦合作用。船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大,目前對船舶尾部振動的分析主要依靠數(shù)值模擬,很少會直接對尾部結(jié)構(gòu)進行試驗研究分析�；诖�,本文將開展結(jié)構(gòu)與外部流域和內(nèi)部流域耦合振動的研究,分析水深、液面高度等外部因素對振動特性的影響,同時結(jié)合試驗數(shù)據(jù)檢驗數(shù)值方法的可靠性。本文主要研究工作如下:(1)開展外部流域流固耦合振動問題的研究分析:以船上常見板格為研究對象,采用ansys流體有限元法,以及nastran流體有限元法和虛擬質(zhì)量法,分析板格振動特性,研究板格單面接水水深和雙面接水水深對振動特性的影響,以及不同邊界條件對流固耦合振動特性的影響。針對一小水線面雙體船,計算其干濕模態(tài)振動特性,分析小水線面雙體船與常規(guī)單體船振動特性的差異,在此基礎(chǔ)上,建立雙片體有限元模型,研究雙體間距對振動模態(tài)和附連水質(zhì)量的影響,以及虛擬質(zhì)量法的適用性。(2)開展內(nèi)部流域流固耦合振動問題... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

流體域邊界Figure2-1fluiddomainboundary

17圖 2-2 虛擬質(zhì)量法適用范圍Figure 2-2 Scope of application of virtual mass method虛擬質(zhì)量法進行結(jié)構(gòu)在流體中的振動模態(tài)分析時，不需建立流體單據(jù)段（BulkData）中，通過卡片 ELIST，定義一組由 TRIA3 或 Q流固耦合交界面（即“濕面”），在卡片 MFLUID 中定義屬性，包

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文泊松比 0.3；對流體賦予水的屬性，流體密度為3 1000 Kg /m，水中聲速c 1460 m /s，其中與結(jié)構(gòu)直接接觸的流體單元的 KEYOPT(2)值設(shè)為 0，其余流體單元 KEYOPT(2)值設(shè)為 1。選取流體單元中流體與結(jié)構(gòu)交界面上的節(jié)點，執(zhí)行 FSI 操作，標(biāo)記流固耦合界面。對懸臂梁模型底面施加固支約束，流場底部約束 z 向位移，自由液面施加壓力為 0 的約束。定義分析類型為模態(tài)分析，選擇非對稱法進行模態(tài)計算，讀取分析結(jié)果。在 Ansys 經(jīng)典界面中用 APDL 語言程序分別計算懸臂梁干模態(tài)以及浸入水中115mm、265mm 和剛好浸沒四種工況，四種工況下 ansys 中有限元模型如圖 2-3~圖2-6 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]艦船低頻水下輻射噪聲的聲固耦合數(shù)值計算方法[J]. 李清,楊德慶,郁揚.  振動與沖擊. 2018(03)
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[3]航天器貯箱液固耦合振動特性的仿真與試驗研究[J]. 李青,韓增堯,馬興瑞.  宇航學(xué)報. 2014(11)
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[7]有限域液體附加質(zhì)量對板結(jié)構(gòu)振動特性的影響[J]. 曲飛,李凱,李祥寧,楊雄輝.  中國艦船研究. 2012(03)
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[10]高速船艙壁加筋板流固耦合振動分析[J]. 裴智勇,吳衛(wèi)國,翁長儉.  工程力學(xué). 2003(02)

博士論文
[1]船舶雙層底結(jié)構(gòu)振動的流固耦合分析[D]. 閆錦.大連海事大學(xué) 2013

碩士論文
[1]船舶總體振動的附加水質(zhì)量算法研究[D]. 何歡.大連理工大學(xué) 2014
[2]液艙艙壁振動的附加質(zhì)量研究[D]. 諸俊楷.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：2923762