水介質(zhì)中船冰碰撞的解耦方法及動態(tài)響應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-02 16:37
伴隨極地冰川開始融化,北極航道的開通指日可待,2004年冰島北極理事會在《北極人類發(fā)展報(bào)告》中指出:北極地區(qū)將會成為人類在未來數(shù)十年里油氣勘探與開發(fā)、海上運(yùn)輸?shù)闹饕獔鏊弧?018年1月中國政府發(fā)表《中國的北極政策》白皮書為極地的發(fā)展貢獻(xiàn)中國智慧與中國力量。一方面北極航道的開辟已成為必然,另一方面航道內(nèi)漂浮的浮冰和流動的冰山對航行于該海域的普通運(yùn)輸船舶構(gòu)成極大的威脅,使得船與浮冰或冰山發(fā)生碰撞的概率大大增加,該航行該海域的船舶造成嚴(yán)重影響。目前在研究水介質(zhì)中船-水-冰碰撞通常是將水介質(zhì)作為“附連水質(zhì)量”轉(zhuǎn)化為船-冰二者的碰撞,本文在此基礎(chǔ)上將水介質(zhì)進(jìn)一步細(xì)化為預(yù)加在船體碰撞面上預(yù)壓力,從而對船-水-冰三者的耦合實(shí)行解耦。從而開展運(yùn)輸船舶在船-水-冰耦合作用下的船冰碰撞動態(tài)響應(yīng)研究,對于提高極地船舶的結(jié)構(gòu)安全性具有重要的科學(xué)意義。本文主要工作如下:(1)水介質(zhì)對船-冰碰撞預(yù)壓力影響的簡化計(jì)算方法研究。開展基于數(shù)值模擬船冰大位移運(yùn)動的動態(tài)網(wǎng)格更新技術(shù),基于RANS方程和改進(jìn)的雙相流流體體積函數(shù)(VOF)模型,通過改變船體與冰體相對速度V、碰撞角度β,實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)靠攏全過程船首表面壓力變化和自...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
北極海域與航道Fig.1.1Arcticoceanandchannel雖然,覆蓋于北極海域的冰山以及冰原的融化使新航道的開辟成為可能,但是也
圖 2 Titanic 事件示意圖Fig.2 Titanic Disaster奪的戰(zhàn)略形勢下,我國在極地船舶核心關(guān)鍵基礎(chǔ)問題的研究方國極地運(yùn)輸船舶研發(fā)建造能力提升的重要原因,繼而影響我國展的新一輪北極戰(zhàn)略部署。,開展運(yùn)輸船舶在船-冰碰撞載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究,是極關(guān)鍵基礎(chǔ)問題。在此背景下,本課題通過將船-水-冰三者耦合量”的基礎(chǔ)上通過預(yù)加在船首表面預(yù)壓力簡化為船-冰二者碰撞展了船-冰碰撞動態(tài)響應(yīng)研究。對于提高極地運(yùn)輸船舶的結(jié)構(gòu)安義,有利于提高我國極地運(yùn)輸船舶在冰區(qū)航行中的安全性能,,促進(jìn)中高緯度海域海洋資源的合理開發(fā)與利用。因此,本研意義與實(shí)際工程價(jià)值的課題。研究現(xiàn)狀算流體力學(xué)方法
vypFzvwyvvxvutvby2 wzpFzwwywvxwutwbz2 的數(shù)值模擬方法流模擬方法分類,可以將湍流數(shù)值模擬方法分為兩大類,包括直接數(shù)值模擬方al Simulation,DNS)和非直接數(shù)值模擬方法。其中,對于直接求解瞬量方程的方法我們稱之為直接數(shù)值模擬方法;在一定程度對湍流進(jìn),而對于湍流的脈動特性不進(jìn)行直接計(jì)算,我們稱這種方法為非直對于非直接數(shù)值模擬方法又可分為三大類:包括大渦模擬(Ln,LES)、統(tǒng)計(jì)平均法和 Reynolds 平均法(RANS)。在圖 2.1 中簡要分類:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]冰區(qū)加強(qiáng)LNG船舷側(cè)抗撞性能仿真研究[J]. 徐雙東,胡志強(qiáng),陳剛. 船舶工程. 2016(06)
[2]碎冰條件下冰區(qū)船阻力性能試驗(yàn)研究[J]. 郭春雨,謝暢,王帥,李夏炎,駱婉珍. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]沖撞式破冰引起的船舯垂向彎矩計(jì)算方法研究(英文)[J]. 任慧龍,王川,李輝,翟帥帥,王金峰. 船舶力學(xué). 2014(09)
[4]冰載荷作用下船首結(jié)構(gòu)碰撞數(shù)值仿真計(jì)算與分析[J]. 張充霖. 中國海上油氣. 2014(S1)
[5]采用直接計(jì)算方法的冰載荷下極地船舶強(qiáng)度評估(英文)[J]. 齊奎利,劉俊,劉社文,王革. 船舶力學(xué). 2014(06)
[6]北極地區(qū)含油氣潛力及勘探開發(fā)趨勢分析[J]. 趙喆,梁英波,胡菁菁,李晨成,張平. 地學(xué)前緣. 2014(03)
[7]船——冰碰撞載荷下球鼻艏結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)研究[J]. 張健,萬正權(quán),陳聰. 船舶力學(xué). 2014(Z1)
[8]舷側(cè)結(jié)構(gòu)與冰碰撞的有限元仿真方法[J]. 宋艷平,張愛鋒. 大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[9]船舶在迎浪中運(yùn)動響應(yīng)和波浪增阻的RANS數(shù)值模擬[J]. 沈志榮,葉海軒,萬德成. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2012(06)
[10]海冰的本構(gòu)關(guān)系及其抗壓強(qiáng)度研究[J]. 張效忠,白若陽,江愛民. 力學(xué)與實(shí)踐. 2009(06)
博士論文
[1]船舶性能數(shù)值水池關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 楊春蕾.上海交通大學(xué) 2014
[2]基于CFD的船舶阻力性能綜合研究[D]. 倪崇本.上海交通大學(xué) 2011
碩士論文
[1]冰材料模型與局部形狀對船冰碰撞影響研究[D]. 高巖.上海交通大學(xué) 2015
[2]基于非線性有限元方法的船舶—冰層碰撞數(shù)值研究[D]. 王健偉.上海交通大學(xué) 2015
本文編號:3564518
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
北極海域與航道Fig.1.1Arcticoceanandchannel雖然,覆蓋于北極海域的冰山以及冰原的融化使新航道的開辟成為可能,但是也
圖 2 Titanic 事件示意圖Fig.2 Titanic Disaster奪的戰(zhàn)略形勢下,我國在極地船舶核心關(guān)鍵基礎(chǔ)問題的研究方國極地運(yùn)輸船舶研發(fā)建造能力提升的重要原因,繼而影響我國展的新一輪北極戰(zhàn)略部署。,開展運(yùn)輸船舶在船-冰碰撞載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究,是極關(guān)鍵基礎(chǔ)問題。在此背景下,本課題通過將船-水-冰三者耦合量”的基礎(chǔ)上通過預(yù)加在船首表面預(yù)壓力簡化為船-冰二者碰撞展了船-冰碰撞動態(tài)響應(yīng)研究。對于提高極地運(yùn)輸船舶的結(jié)構(gòu)安義,有利于提高我國極地運(yùn)輸船舶在冰區(qū)航行中的安全性能,,促進(jìn)中高緯度海域海洋資源的合理開發(fā)與利用。因此,本研意義與實(shí)際工程價(jià)值的課題。研究現(xiàn)狀算流體力學(xué)方法
vypFzvwyvvxvutvby2 wzpFzwwywvxwutwbz2 的數(shù)值模擬方法流模擬方法分類,可以將湍流數(shù)值模擬方法分為兩大類,包括直接數(shù)值模擬方al Simulation,DNS)和非直接數(shù)值模擬方法。其中,對于直接求解瞬量方程的方法我們稱之為直接數(shù)值模擬方法;在一定程度對湍流進(jìn),而對于湍流的脈動特性不進(jìn)行直接計(jì)算,我們稱這種方法為非直對于非直接數(shù)值模擬方法又可分為三大類:包括大渦模擬(Ln,LES)、統(tǒng)計(jì)平均法和 Reynolds 平均法(RANS)。在圖 2.1 中簡要分類:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]冰區(qū)加強(qiáng)LNG船舷側(cè)抗撞性能仿真研究[J]. 徐雙東,胡志強(qiáng),陳剛. 船舶工程. 2016(06)
[2]碎冰條件下冰區(qū)船阻力性能試驗(yàn)研究[J]. 郭春雨,謝暢,王帥,李夏炎,駱婉珍. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]沖撞式破冰引起的船舯垂向彎矩計(jì)算方法研究(英文)[J]. 任慧龍,王川,李輝,翟帥帥,王金峰. 船舶力學(xué). 2014(09)
[4]冰載荷作用下船首結(jié)構(gòu)碰撞數(shù)值仿真計(jì)算與分析[J]. 張充霖. 中國海上油氣. 2014(S1)
[5]采用直接計(jì)算方法的冰載荷下極地船舶強(qiáng)度評估(英文)[J]. 齊奎利,劉俊,劉社文,王革. 船舶力學(xué). 2014(06)
[6]北極地區(qū)含油氣潛力及勘探開發(fā)趨勢分析[J]. 趙喆,梁英波,胡菁菁,李晨成,張平. 地學(xué)前緣. 2014(03)
[7]船——冰碰撞載荷下球鼻艏結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)研究[J]. 張健,萬正權(quán),陳聰. 船舶力學(xué). 2014(Z1)
[8]舷側(cè)結(jié)構(gòu)與冰碰撞的有限元仿真方法[J]. 宋艷平,張愛鋒. 大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[9]船舶在迎浪中運(yùn)動響應(yīng)和波浪增阻的RANS數(shù)值模擬[J]. 沈志榮,葉海軒,萬德成. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2012(06)
[10]海冰的本構(gòu)關(guān)系及其抗壓強(qiáng)度研究[J]. 張效忠,白若陽,江愛民. 力學(xué)與實(shí)踐. 2009(06)
博士論文
[1]船舶性能數(shù)值水池關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 楊春蕾.上海交通大學(xué) 2014
[2]基于CFD的船舶阻力性能綜合研究[D]. 倪崇本.上海交通大學(xué) 2011
碩士論文
[1]冰材料模型與局部形狀對船冰碰撞影響研究[D]. 高巖.上海交通大學(xué) 2015
[2]基于非線性有限元方法的船舶—冰層碰撞數(shù)值研究[D]. 王健偉.上海交通大學(xué) 2015
本文編號:3564518
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