本文關鍵詞：船舶碰撞機理的數(shù)值仿真與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著航運業(yè)與交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展,無論海上或內河,航行船只數(shù)量和噸位迅猛增加,且航速不斷提高,航線也十分擁擠,因而船舶碰撞事故時有發(fā)生。船舶碰撞是指船舶在海上或者與海相通的可航水域發(fā)生接觸造成損害的事故,其后果往往是災難性的,例如人員傷亡,船只沉沒,結構物損壞,甚至環(huán)境污染等。因此,無論從安全與經(jīng)濟角度、還是從環(huán)境保護角度來看,進行船舶碰撞機理及其損傷性能的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文采用數(shù)值仿真和試驗方法,建立碰撞模型,分別在有水與無水狀態(tài)下發(fā)生碰撞作用(簡稱干碰與濕碰),對比分析干碰與濕碰得到的最大碰撞力,探討了水對碰撞過程的影響。 研究的主要內容如下： 1)建立了簡單的有限元碰撞模型,用于模擬撞擊體正面撞擊固定障礙物。其中,撞擊體縱向移動,被撞體四周固支。利用該碰撞模型,分別進行干碰與濕碰工況,濕碰工況通過流固耦合方法實現(xiàn)。比較兩種工況計算得到的最大碰撞力,發(fā)現(xiàn)干碰最大碰撞力均大于濕碰最大碰撞力,說明水減小了碰撞力大小,由于水的阻尼效應,阻礙了碰撞運動。 2)設計了一套可靠合理的碰撞試驗體系,用于探討水對碰撞過程的影響。撞擊船是一條在船頭設有鋼制撞擊板的木質船模,它由系有重物的鋼絲繩牽引前進,與固定在池壁上的壓力傳感器發(fā)生正面碰撞,鋼制撞擊板與壓力傳感器發(fā)生接觸作用。碰撞模型分別進行了數(shù)百次干碰與濕碰試驗。進行干碰工況時,木質船模在角鋼軌道上滾動前進。通過對比分析兩種工況試驗測得的最大碰撞力,發(fā)現(xiàn)干碰工況下的最大碰撞力大于濕碰工況,進一步說明由于水的阻尼效應,水對碰撞運動起阻礙作用,并吸收了撞擊船的部分碰撞動能,使得碰撞力減小。
【關鍵詞】：船舶碰撞 附連水質量 流固耦合 有限元 干碰 濕碰
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U661.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 本文的研究背景及意義9-10
• 1.2 船舶碰撞機理研究概況10-18
• 1.2.1 統(tǒng)計分析方法10-12
• 1.2.2 數(shù)值分析方法12-15
• 1.2.3 試驗研究方法15-18
• 1.3 船舶碰撞及船橋碰撞力中對流體的處理18-21
• 1.3.1 船舶碰撞對流體的處理18-20
• 1.3.2 船橋碰撞力及對流體的處理20-21
• 1.4 本文的主要研究內容21-22
• 第2章 非線性有限元理論及關鍵技術22-33
• 2.1 非線性有限元軟件概述22-23
• 2.2 非線性有限元控制方程23-25
• 2.3 非線性有限元方程求解25-29
• 2.3.1 拉格朗日求解26-27
• 2.3.2 歐拉求解27
• 2.3.3 拉格朗日—歐拉耦合求解27-29
• 2.4 沙漏控制29-30
• 2.5 接觸與摩擦30-32
• 2.5.1 接觸算法30-31
• 2.5.2 摩擦力的計算31-32
• 2.6 材料的應變率敏感性32-33
• 第3章 船舶碰撞機理的數(shù)值計算研究33-49
• 3.1 船舶碰撞數(shù)值仿真的三種典型方法33-36
• 3.1.1 流固耦合法33-34
• 3.1.2 附加質量法34-35
• 3.1.3 等效船體梁法35-36
• 3.2 碰撞模型化技術36-39
• 3.2.1 模型建立36-38
• 3.2.2 材料模型38-39
• 3.2.3 初始條件及邊界條件39
• 3.2.4 接觸碰撞39
• 3.2.5 計算效率39
• 3.3 縱移運動時周圍水對碰撞的影響39-48
• 3.3.1 濕碰結果40-43
• 3.3.2 干碰結果43-46
• 3.3.3 結果分析46-48
• 3.4 本章小結48-49
• 第4章 船舶碰撞機理的試驗研究49-66
• 4.1 概述49
• 4.2 試驗模型49-53
• 4.2.1 模型的設計49-52
• 4.2.2 試驗測試儀器52-53
• 4.3 試驗方案53-59
• 4.3.1 水中碰撞(濕碰)54-57
• 4.3.2 空氣中碰撞(干碰)57-59
• 4.4 試驗結果59-65
• 4.4.1 壓力傳感器標定及光電開關測速59-60
• 4.4.2 干碰試驗結果60-61
• 4.4.3 濕碰試驗結果61-63
• 4.4.4 試驗結果分析63-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第5章 總結與展望66-68
• 5.1 論文的工作總結66-67
• 5.2 論文的主要創(chuàng)新點67
• 5.3 論文工作展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間的科研工作和論文發(fā)表情況73-74
• 附表4-4：吃水0.05 7m干碰時速度與碰撞力74-76
• 附表4-5：吃水0.08 0m干碰時速度與碰撞力76-78
• 附表4-6：吃水0.05 7m濕碰時速度與碰撞力78-80
• 附表4-7：吃水0.08 0m濕碰時速度與碰撞力80-81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張旭東;俞建寧;郭蘭平;張建剛;付宏睿;;基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的深證300成分指數(shù)的預測[J];重慶理工大學學報(自然科學);2011年06期

2 孟生;張宇文;王艷峰;;潛艇流水孔流噪聲特性研究[J];計算機仿真;2011年07期

3 楊帆;;分流葉片長短與位置對離心壓氣機性能的影響分析[J];企業(yè)技術開發(fā);2011年12期

4 吳國祥;;基于Matlab的牛頭刨床運動學分析及通用仿真軟件開發(fā)[J];機械工程師;2011年09期

5 蔣頡;丁勇;;減搖水艙擋板開度對穩(wěn)定矩影響的研究[J];中國艦船研究;2011年03期

6 鄭丹丹;張朋勇;徐天室;;超聲流量計探頭安裝位置對測量影響數(shù)值仿真研究[J];機械工程學報;2011年12期

7 王志豪;索雙富;黃偉峰;李永健;王玉明;;機械密封對流傳熱系數(shù)數(shù)值研究[J];潤滑與密封;2011年06期

8 王瑩;鄧彪;;超大型集裝箱船舶裝卸作業(yè)的虛擬現(xiàn)實仿真試驗[J];物流工程與管理;2011年06期

9 張洋溢;龍源;何洋揚;紀沖;謝全民;;爆轟波斜沖擊金屬介質理論在聚能裝藥藥型罩設計中的應用研究[J];振動與沖擊;2011年07期

10 湯意;;無背索波形鋼腹板部分斜拉橋的整體力學性能分析[J];公路工程;2011年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃德進;姚小虎;王禮立;陳國虞;;新型橋墩防撞裝置受撞過程的數(shù)值仿真研究[A];第十二屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅲ冊[C];2003年

2 李中華;梁杰;;高空羽流流場數(shù)值仿真[A];第十屆全國計算流體力學會議論文集[C];2000年

3 陳穎;鄧小燕;;基于動脈系統(tǒng)旋動流原理的一種腔靜脈濾器及其流場數(shù)值仿真[A];2008年全國生物流變學與生物力學學術會議論文摘要集[C];2008年

4 周凱;張洪軍;殷興景;蘇中地;;旋進旋渦流量計結構特性數(shù)值模擬研究[A];中國儀器儀表學會第十一屆青年學術會議論文集[C];2009年

5 詹杰民;李毓湘;;求解高階Boussinesq方程數(shù)值方法的研究[A];第十六屆全國水動力學研討會文集[C];2002年

6 樂莉;王俊佳;閆軍;;超高速撞擊數(shù)值算法應用對比研究[A];’2004系統(tǒng)仿真技術及其應用學術交流會論文集[C];2004年

7 袁化成;江海;劉棟梁;郭榮偉;;成發(fā)集團某系列TRT機組進排氣蝸殼數(shù)值仿真研究[A];2010年全國煉鐵生產技術會議暨煉鐵學術年會文集（下）[C];2009年

8 陳眾迎;龍連春;;三維編織復合材料的力學性能研究現(xiàn)狀[A];北京力學會第15屆學術年會論文摘要集[C];2009年

9 顧寶棟;陳忠明;;單元尺寸對沖擊仿真精度影響分析[A];中國航空結構動力學專業(yè)組第十六屆學術交流會論文集[C];2008年

10 金志光;張元;;一種提高側壓式進氣道流量系數(shù)的設計方法研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 通訊員　徐瑞哲 張小果;三維仿真施工應用國內地下特大工程[N];中國建設報;2006年

2 記者　 徐瑞哲;崇明隧道未動一土完成“彩排”[N];解放日報;2006年

3 記者 嚴風華;現(xiàn)代設計需建立CAE信息鏈[N];中國船舶報;2007年

4 鐘欣;教您挑輛安全車[N];市場報;2007年

5 北京信息與控制研究所 王正中;仿真學科的研究與思考[N];大眾科技報;2007年

6 本報記者 張震;8款家轎大比拼[N];中國消費者報;2003年

7 ;仿真技術欲創(chuàng)學術新高[N];中國電腦教育報;2006年

8 謝莉葳;標準缺失難解氣囊糾紛死結[N];中國消費者報;2008年

9 金敏　記者 陳鐵;武漢“精細爆破”技術實現(xiàn)有害效應控制[N];中國質量報;2010年

10 ;電梯產品客戶化快速設計技術[N];科技日報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 焦培剛;基于SPH的流體仿真數(shù)值算法及工程應用研究[D];山東大學;2010年

2 楊啟;大型船舶出塢數(shù)值仿真研究與試驗[D];武漢理工大學;2003年

3 董曼玲;直流條件下厘米級間隙流注特性數(shù)值仿真及實驗研究[D];華中科技大學;2012年

4 高慧婷;Fe/Zn復合材料及液壓阻尼器抗震性能數(shù)值仿真研究[D];吉林大學;2004年

5 周超;膏體推進劑流變與輸送特性研究[D];南京理工大學;2009年

6 蔣光彪;基于DLR型k-ε模型的AMG方法對漸擴管路內紊流數(shù)值仿真[D];湘潭大學;2009年

7 仇玉良;公路隧道復雜通風網(wǎng)絡分析技術研究[D];長安大學;2005年

8 俞永華;路橋過渡段差異沉降處治技術研究[D];長安大學;2005年

9 范志強;航空發(fā)動機機匣包容性理論和試驗研究[D];南京航空航天大學;2006年

10 張成軍;土石壩防滲墻粘土混凝土材料研究與工程應用[D];西安理工大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李艷貞;船舶與海上風電站碰撞的數(shù)值仿真研究[D];上海交通大學;2010年

2 林燕;鋁電解槽槽膛內形在線監(jiān)測的研究及應用[D];中南大學;2007年

3 劉紹華;微型燃氣輪機燃燒室三維紊流數(shù)值仿真[D];重慶大學;2008年

4 趙金石;高壓發(fā)電機并網(wǎng)問題的研究[D];哈爾濱理工大學;2009年

5 王真;單臂架起重機臂架結構變幅運動與動力數(shù)值仿真[D];武漢理工大學;2003年

6 王博;旋風分離器內氣固兩相運動的數(shù)值仿真研究[D];西安建筑科技大學;2003年

7 竇磊;火藥破碎對壓力異常現(xiàn)象影響的數(shù)值仿真[D];南京理工大學;2002年

8 王勇;重載貨車中Huck系列連接器力學行為數(shù)值仿真研究[D];大連交通大學;2005年

9 朱孟巍;船舶與海洋平臺碰撞的動力特性研究[D];武漢理工大學;2006年

10 張伯熹;航空發(fā)動機渦輪葉片的包容試驗和數(shù)值仿真[D];浙江大學;2006年

  本文關鍵詞：船舶碰撞機理的數(shù)值仿真與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：344751