艦船作為海上作戰(zhàn)的重要平臺必須具備優(yōu)良的快速性、機動性和耐波性,直接關系到艦船的生命力及戰(zhàn)斗力,是現代艦船非常重要的戰(zhàn)技指標,作為艦船在波浪環(huán)境中綜合航行性能最重要的快速性和耐波性,在艦船設計過程中應當引起足夠的重視,因此如何在現有的船型設計環(huán)節(jié)改善和提升艦船的快速性和耐波性,是目前急需解決的技術問題。由于受到波浪、海風及海流等因素的影響,船舶在海上航行時不可避免地會產生橫搖、縱搖、升沉以及波浪增阻等各種不利影響,劇烈的搖蕩對艦船的適航性、安全性以及設備的正常操作、艦員的舒適性都會產生很大影響,因此急需探明艦船在波浪中的減阻、減搖機理。本文基于粘流理論的RANS方程,耦合求解船舶運動方程,開展了不同船首型式船舶靜水中阻力性能、船舶在波浪中高速航行時受到的環(huán)境載荷與運動響應特性的數值預報,探討了三種船首型式（復古型倒V型艏、帶球鼻的KCS船首和前傾型船首）的阻力性能、耐波性能,重點分析了三種船首的各自優(yōu)勢及不足。選出阻力性能和耐波性能較優(yōu)的船首型式作為母型船,為了進一步提高船舶在波浪中的減阻和減搖能力,基于計算流體力學理論,完成了水刀型船首、直立型船首和前傾型船首的改型設計,并完成改型船... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 球鼻艏對船舶阻力和耐波性影響研究進展
        1.2.2 斧艏型船首對船舶阻力和耐波性影響研究進展
        1.2.3 倒V型船首對船舶阻力和耐波性影響研究進展
        1.2.4 其他船首型式對船舶阻力和耐波性影響研究進展
    1.3 本文主要內容
第2章 CFD基本理論與數值方法
    2.1 引言
    2.2 計算流體動力學原理
    2.3 數值計算方法
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 數值離散方法
        2.3.4 自由液面捕捉法
    2.4 邊界條件
        2.4.1 入流邊界條件
        2.4.2 出流邊界條件
        2.4.3 固體邊界條件
        2.4.4 自由液面條件
        2.4.5 初始條件
    2.5 本章小結
第3章 船舶在靜水中的水動力性能研究
    3.1 船體阻力性能研究
        3.1.1 船體阻力性能
        3.1.2 計算模型
        3.1.3 計算域及網格劃分
        3.1.4 數值求解和邊界條件
        3.1.5 計算工況
        3.1.6 計算結果和分析
    3.2 船舶的運動響應特性研究
        3.2.1 計算工況
        3.2.2 靜水中升沉縱搖運動響應特性分析
        3.2.3 半約束模的壓力及波高分析
    3.3 本章小結
第4章 船舶在規(guī)則波中的水動力性能研究
    4.1 計算工況
    4.2 數值求解和邊界條件
    4.3 船模在迎浪規(guī)則波中阻力計算結果
        4.3.1 入射波要素標定
        4.3.2 迎浪規(guī)則波中船模阻力計算結果
        4.3.3 三種不同船模迎浪規(guī)則波中阻力計算結果對比分析
    4.4 船模在迎浪規(guī)則波中的運動響應特性分析
        4.4.1 各船模升沉縱搖計算結果
        4.4.2 不同船模的運動響應對比分析
    4.5 本章小結
第5章 船首改型設計
    5.1 船首改型設計目的
    5.2 船首改型方案
        5.2.1 船首改型思路
        5.2.2 船首改型具體方案
    5.3 船首改型后的阻力性能
        5.3.1 計算模型
        5.3.2 網格劃分
        5.3.3 各船模的靜水阻力
        5.3.4 各改型方案在波浪中的阻力性能
    5.4 各改型方案的運動響應
        5.4.1 各改型方案在波浪中的升沉和縱搖運動量
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 主要結論
    6.2 本文的創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]穿浪船船型及相關研究綜述[J]. 魏成柱,李英輝,易宏.  中國艦船研究. 2016(05)
[4]基于形狀參數的球艏參數化設計[J]. 董楓,陳順懷.  中國造船. 2015(04)
[5]斧艏船加附體改善耐波性的研究[J]. 施軍,曾青,武慶威,高霄鵬,董祖舜.  中國造船. 2015(03)
[6]垂直艏船型阻力性能的數值與試驗研究[J]. 謝嫦娥,何靜,秦江濤.  中國水運(下半月). 2015(08)
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[9]船首形狀對自由液面水下航行體阻力影響的試驗研究（英文）[J]. Mehran Javadi,Mojtaba Dehghan Manshadi,Saeid Kheradmand,Mohammad Moonesun.  Journal of Marine Science and Application. 2015(01)
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碩士論文
[1]集裝箱船球首型線設計研究[D]. 黃亞南.大連理工大學 2004



本文編號：3351829