【摘 要】
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近年来,国内外为发展深水高海况条件下具有综合保障功能的海上基地,提出了以半潜船为核心构建多浮体海上基地等方案。对于波浪条件下的多浮体海上基地,波浪运动、浮体运动和系泊响应的耦合作用可能诱发共振现象,从而加剧浮体的运动响应,严重时可能出现系缆绳的断裂和浮体间的碰撞等安全问题。因此准确地预报多浮体水动力干扰成为船舶工程界关注的热点之一。本文以波浪中并靠两船为对象,探寻浮体间水动力干扰的预报方法。论文首
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近年来,国内外为发展深水高海况条件下具有综合保障功能的海上基地,提出了以半潜船为核心构建多浮体海上基地等方案。对于波浪条件下的多浮体海上基地,波浪运动、浮体运动和系泊响应的耦合作用可能诱发共振现象,从而加剧浮体的运动响应,严重时可能出现系缆绳的断裂和浮体间的碰撞等安全问题。因此准确地预报多浮体水动力干扰成为船舶工程界关注的热点之一。本文以波浪中并靠两船为对象,探寻浮体间水动力干扰的预报方法。论文首先以Wigley船型和长方体驳船并靠系统为研究对象,分别采用基于求解RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程的方法、未计及粘性修正的势流方法和计及粘性修正的势流方法对波浪中并靠两船的水动力干扰特性进行了数值模拟。通过数值和试验结果的对比分析对相关数值方法的有效性进行了验证,在此基础上总结了各方法的优缺点。而后,本文针对计及粘性修正的势流方法,探讨了船舯间距和浪向角对粘性修正系数的影响,结果表明船舯间距和浪向角在一定范围内对粘性修正系数的影响较小,并进一步探讨了船舯间距和浪向角对并靠两船受力特性的影响规律。最后,论文对DTMB5415旁靠半潜船的并靠系统展开了相关研究。首先结合RANS方法的计算结果和不同粘性修正系数下的势流方法计算结果,获取了粘性修正系数。基于该粘性修正系数,论文对DTMB5415旁靠半潜船系统的频域响应进行了计算,获得了两船的响应幅值算子、一阶波浪力和二阶定常力等水动力参数,发现在中低频区,并靠两船的相互干扰较为剧烈。在频域计算结果的基础上,进一步对计及系泊系统的并靠两船的时域响应展开了研究,预报了两船的运动响应、系缆绳张力和护舷压力,探讨了不同系泊方式和浪向角对并靠系统水动力性能的影响,研究结果表明本文采用的船-船-系泊系统耦合特性分析算法是合理的,可为后续研究以半潜船为核心构建的多浮体海上基地提供参考和依据。
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