三體船因其優(yōu)良的快速性、寬敞的甲板平臺(tái)、較好的穩(wěn)性和耐波性等諸多優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)受到人們的關(guān)注,已逐漸成為當(dāng)今國(guó)際造船業(yè)競(jìng)相開(kāi)發(fā)的高性能船型。而三體船獨(dú)特的船型特征在帶來(lái)便利的同時(shí),也提高了三體船設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的難度。由于三體船結(jié)構(gòu)重量占整船重量的比例較大,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將直接影響到其船型優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。為了能夠保障三體船良好的性能,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往需要借助設(shè)計(jì)載荷和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算等方法來(lái)輔助三體船的結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)。而船體設(shè)計(jì)載荷和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算都是以波浪載荷預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的。目前在工程上應(yīng)用較為廣泛的二維切片法和三維頻域波浪載荷計(jì)算方法由于其高頻低速假定,難以充分考慮航速效應(yīng)對(duì)于三體船運(yùn)動(dòng)和波浪載荷的影響。而現(xiàn)有的三體船入級(jí)規(guī)范對(duì)于片體位于艉部的高速三體船的載荷設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)校核也具有一定的局限性。因此,急需一種針對(duì)于高速三體船的載荷預(yù)報(bào)方法和與之相配套的結(jié)構(gòu)評(píng)估手段,來(lái)滿(mǎn)足高速三體船載荷設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要。以此為出發(fā)點(diǎn),本文對(duì)三體船的波浪載荷預(yù)報(bào)開(kāi)展了一系列的研究工作,并給出載荷預(yù)報(bào)方法在三體船設(shè)計(jì)載荷和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估方面的應(yīng)用,建立了三體船載荷預(yù)報(bào)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估體系,為后續(xù)我國(guó)三體船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和船型... 

【文章頁(yè)數(shù)】：169 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究工作的目的與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 三體船載荷計(jì)算的發(fā)展概況
        1.2.2 三體船模型試驗(yàn)的發(fā)展概況
        1.2.3 三體船波浪載荷計(jì)算與模型試驗(yàn)存在的不足
    1.3 本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 三體船載荷模型試驗(yàn)研究
    2.1 概述
    2.2 船體載荷試驗(yàn)技術(shù)的基本原理
        2.2.1 相似理論
        2.2.2 三體船模型設(shè)計(jì)
        2.2.3 載荷測(cè)量方法
    2.3 三體船模型載荷試驗(yàn)
    2.4 三體船試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
        2.4.1 規(guī)則波下三體船的運(yùn)動(dòng)與載荷
        2.4.2 不規(guī)則波下三體船的運(yùn)動(dòng)與載荷
        2.4.3 三體船的砰擊壓力分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于時(shí)域Rankine源的三體船載荷計(jì)算方法研究
    3.1 概述
    3.2 流場(chǎng)描述和基本假設(shè)
    3.3 邊界積分方程
        3.3.1 擾動(dòng)速度勢(shì)的定解條件
        3.3.2 擾動(dòng)勢(shì)滿(mǎn)足的邊界積分方程
        3.3.3 邊界條件線(xiàn)性化處理
    3.4 自由面條件的求解
        3.4.1 基于Runge-Kutta的時(shí)間步進(jìn)求解
        3.4.2 阻尼層布置
        3.4.3 濾波處理
    3.5 三體船時(shí)域運(yùn)動(dòng)微分方程
    3.6 砰擊力的求解
        3.6.1 動(dòng)量砰擊理論
        3.6.2 三體船砰擊力
    3.7 不規(guī)則波的模擬
    3.8 船體剖面載荷計(jì)算
    3.9 三體船網(wǎng)格劃分
        3.9.1 B樣條曲面的基本理論
        3.9.2 三體船濕表面網(wǎng)格劃分
        3.9.3 三體船自由面網(wǎng)格劃分
    3.10 數(shù)值計(jì)算分析
        3.10.1 平滑函數(shù)的設(shè)置及其影響分析
        3.10.2 砰擊力的施加及其影響分析
        3.10.3 網(wǎng)格數(shù)量以及截面域的影響分析
        3.10.4 三體船運(yùn)動(dòng)與載荷預(yù)報(bào)分析
        3.10.5 理論預(yù)報(bào)和試驗(yàn)對(duì)比分析
    3.11 本章小結(jié)
第4章 基于時(shí)域匹配法的三體船載荷計(jì)算方法研究
    4.1 概述
    4.2 時(shí)域匹配法的基本理論
        4.2.1 時(shí)域匹配流場(chǎng)的建立
        4.2.2 輻射問(wèn)題的數(shù)值求解
        4.2.3 繞射問(wèn)題數(shù)值求解
    4.3 三體船時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程
    4.4 時(shí)域自由面Green函數(shù)的數(shù)值計(jì)算
    4.5 三體船控制面網(wǎng)格劃分
    4.6 數(shù)值計(jì)算分析
        4.6.1 數(shù)值模擬的穩(wěn)定性分析
        4.6.2 砰擊力的施加及其影響分析
        4.6.3 網(wǎng)格數(shù)量以及截面域的影響分析
        4.6.4 三體船運(yùn)動(dòng)與載荷預(yù)報(bào)分析
        4.6.5 三體船載荷計(jì)算方法的綜合分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 三體船設(shè)計(jì)載荷計(jì)算與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估
    5.1 概述
    5.2 三體船設(shè)計(jì)載荷計(jì)算
        5.2.1 三體船規(guī)范設(shè)計(jì)載荷計(jì)算
        5.2.2 基于載荷預(yù)報(bào)的設(shè)計(jì)載荷計(jì)算
    5.3 基于設(shè)計(jì)波法的三體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算
        5.3.1 三體船設(shè)計(jì)波方法
        5.3.2 三體船總縱強(qiáng)度評(píng)估
        5.3.3 三體船結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度評(píng)估
        5.3.4 三體船結(jié)構(gòu)屈曲強(qiáng)度評(píng)估
    5.4 三體船結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估
    5.5 算例分析
        5.5.1 三體船設(shè)計(jì)波工況的確立
        5.5.2 三體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估
        5.5.3 載荷預(yù)報(bào)方法對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估的影響
    5.6 三體船載荷預(yù)報(bào)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估體系
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄
    附錄A 三體船屈服強(qiáng)度評(píng)估結(jié)果
    附錄B 三體船屈曲強(qiáng)度評(píng)估結(jié)果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同浪向下超大型船舶載荷響應(yīng)特征的模型試驗(yàn)研究[J]. 陳占陽(yáng),李志鵬.  振動(dòng)與沖擊. 2017(19)
[2]三體船在迎浪不規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)和載荷試驗(yàn)研究[J]. 唐浩云,任慧龍,李輝,仲琦.  振動(dòng)與沖擊. 2017(18)
[3]基于彎扭耦合的破損船剩余強(qiáng)度評(píng)估方法研究[J]. 唐浩云,任慧龍,萬(wàn)千,李陳峰,馮國(guó)慶.  船舶力學(xué). 2017(07)
[4]基于風(fēng)險(xiǎn)的船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置[J]. 任慧龍,唐浩云,賈連徽,萬(wàn)千.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[5]實(shí)際海浪環(huán)境中大尺度自航船模的水彈性與耐波性試驗(yàn)研究（英文）[J]. Jia-long JIAO,Hui-long REN,Shu-zheng SUN,Christiaan Adika ADENYA.  Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics ＆ Engineering）. 2016(06)
[6]基于水彈性理論的三體船縱向載荷預(yù)報(bào)[J]. 唐浩云,任慧龍,李輝,仲琦.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[7]分段模型波浪載荷試驗(yàn)槽型龍骨梁設(shè)計(jì)與研究[J]. 焦甲龍,任慧龍,楊虎,毛德龍.  振動(dòng)與沖擊. 2015(14)
[8]經(jīng)典功率譜估計(jì)方法的研究[J]. 俱瑩,何佳,胡稷鑫.  數(shù)字通信世界. 2015(04)
[9]片體位置及航速效應(yīng)對(duì)三體船波浪載荷的影響[J]. 李霞麗,張世聯(lián),鄭軼刊.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(11)
[10]基于水動(dòng)力-結(jié)構(gòu)模型的波浪載荷計(jì)算方法[J]. 任慧龍,孫葳,李輝,童曉旺.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)

博士論文
[1]實(shí)際海浪環(huán)境中艦船大尺度模型運(yùn)動(dòng)與載荷響應(yīng)試驗(yàn)研究[D]. 焦甲龍.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]中高速船舶運(yùn)動(dòng)與波浪載荷三維時(shí)域計(jì)算方法研究[D]. 李志富.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[3]船舶局部砰擊載荷與結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算方法研究[D]. 于鵬垚.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[4]時(shí)域混合格林函數(shù)法及波浪中船舶運(yùn)動(dòng)的預(yù)報(bào)[D]. 唐愷.上海交通大學(xué) 2014
[5]浮式結(jié)構(gòu)與柔性構(gòu)件的耦合分析方法研究[D]. 張健.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[6]船舶興波與浮體運(yùn)動(dòng)的非線(xiàn)性現(xiàn)象研究[D]. 陳京普.中國(guó)艦船研究院 2011
[7]三體船型阻力預(yù)報(bào)、優(yōu)化與系列性試驗(yàn)分析研究[D]. 周廣利.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[8]船舶與海洋結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)的三維時(shí)域方法及應(yīng)用[D]. 朱海榮.上海交通大學(xué) 2009
[9]船舶波浪載荷的三維水彈性分析方法研究[D]. 李輝.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[10]高速三體船砰擊強(qiáng)度研究[D]. 曹正林.武漢理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]三體船波浪載荷研究與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析[D]. 李霞麗.上海交通大學(xué) 2014
[2]三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有限元分析[D]. 張超.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]高速三體船極限強(qiáng)度研究[D]. 劉維勤.武漢理工大學(xué) 2011
[4]基于Rankine源法艦船有航速時(shí)域三維波浪載荷計(jì)算[D]. 王偉飛.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[5]基于Rankine源的艦船波浪載荷時(shí)域計(jì)算方法研究[D]. 李學(xué)菊.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[6]高速三體船結(jié)構(gòu)輕型化設(shè)計(jì)研究[D]. 楊趙華.武漢理工大學(xué) 2008
[7]船型要素對(duì)三體船耐波性和波浪載荷影響的數(shù)值計(jì)算[D]. 項(xiàng)久洋.武漢理工大學(xué) 2008
[8]三體船波浪誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)及載荷的數(shù)值預(yù)報(bào)研究[D]. 徐偉.上海交通大學(xué) 2008
[9]高速三體船片體布局優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王紅軍.大連理工大學(xué) 2007
[10]船舶有航速輻射水動(dòng)力計(jì)算研究[D]. 趙耀中.上海交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3658449