大型船舶在波浪中彈性變形理論及數(shù)值計算.pdf

1、隨著我國綜合實力的全面發(fā)展，船舶制造業(yè)的重要地位也愈加凸顯。經(jīng)濟上，海運作為最實效的運輸方式在現(xiàn)在以及可以預(yù)見的未來都會在國際貨運領(lǐng)域占據(jù)主要地位。軍事上，海洋國土的保衛(wèi)也需要我們不斷更新海上武器裝備以應(yīng)對不斷升級的地區(qū)安全局勢。因此，船舶制造的研究也就顯得越來越重要。而船舶在海上航行時船體各項特征的模擬就是其中一個必不可少的環(huán)節(jié)。本文將就大型船舶在海上航行時受海浪沖擊而發(fā)生彈性形變的特性展開研究。
　　首先，基于流體力學(xué)與固體力

2、學(xué)相關(guān)理論，本文建立了大型船舶在海上航行時的流固耦合數(shù)學(xué)模型，通過對船體在海浪中的受力分析，得到了描述船體振動的非線性偏微分方程。
　　其次，根據(jù)攝動法，用面積小參數(shù)展開上述非線性偏微分方程，得到零級和一級船體振動偏微分方程，并給出了初值條件和邊值條件。根據(jù)疊加原理與齊次化原理，使用分離變量法得到了船體零級振動偏微分方程的解析解。
　　然后，本文根據(jù)格林函數(shù)法和切片理論，得到了一個快速計算附加質(zhì)量的算法，計算出了船體振動方程

3、中的附加質(zhì)量。同時，本文運用差分法對上述零級與一級船體振動偏微分方程進(jìn)行離散化，得到了模擬船體變形的數(shù)值計算公式。
　　最后，本文以船用907鋼為例給定了數(shù)值模擬中涉及到的船舶材料系數(shù)，然后結(jié)合上述所求附加質(zhì)量，在入射波浪分別為正弦波、雙正弦波以及隨機波浪時，對船體變形進(jìn)行實時數(shù)值模擬，得到了船體沿著船長方向上各處的實時形變量。
　　本論文創(chuàng)新點為：
　　1）建立了便于分析和計算的大型船舶在海上航行時的流固耦合數(shù)學(xué)模型