船舶碰撞過程中的附加質(zhì)量研究.pdf

1、船舶在流體中運(yùn)動(dòng)碰撞是一類非常典型的流固耦合問題。由于碰撞產(chǎn)生的瞬時(shí)作用力，使得相撞船舶在各自由度產(chǎn)生剛體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，與此同時(shí)，船體周邊的流體環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的變化，這種流體環(huán)境的改變反過來又會(huì)對(duì)船體的運(yùn)動(dòng)和變形產(chǎn)生影響，從而形成了船體結(jié)構(gòu)與周圍流體之間的耦合作用。在這個(gè)過程中，流體對(duì)運(yùn)動(dòng)中的船體做功，參與了運(yùn)動(dòng)過程中的能量吸收。正因如此，如何準(zhǔn)確的、定量的描述或者說模擬碰撞船體周圍的流體介質(zhì)的作用，是研究船舶碰撞問題的主要難點(diǎn)之一。

2、>　　本文的研究對(duì)象為船體運(yùn)動(dòng)時(shí)周圍的流體，在計(jì)算中均將其假定為理想流體，不考慮流體粘性。首先，結(jié)合船舶碰撞運(yùn)動(dòng)的基本方程，對(duì)附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)的成因進(jìn)行了探討；然后，介紹了計(jì)算碰撞問題中附加質(zhì)量的幾種常用方法；之后，對(duì)單船運(yùn)動(dòng)時(shí)的附加質(zhì)量進(jìn)行了計(jì)算，并考慮了不同初始速度、加速度、流體介質(zhì)、兩船相對(duì)位置等因素的影響；最后，討論了經(jīng)驗(yàn)公式方法的應(yīng)用范圍，并提出了一種同時(shí)考慮流體定常阻力和流體慣性力的新的附加質(zhì)量模型。
　　本文的主要

3、研究工作如下：
　　（1）附加質(zhì)量概念的提出和發(fā)展。結(jié)合多學(xué)科的附加質(zhì)量理論，并結(jié)合碰撞運(yùn)動(dòng)的基本方程，對(duì)附加質(zhì)量和流體阻尼形成的機(jī)理進(jìn)行了討論分析；
　　（2）在船舶碰撞問題中附加質(zhì)量的計(jì)算方法。系統(tǒng)的介紹了傳統(tǒng)的附加質(zhì)量的理論計(jì)算方法，如經(jīng)驗(yàn)公式、切片理論等，同時(shí)介紹了用CFD的數(shù)值計(jì)算方法來計(jì)算附加質(zhì)量；
　　（3）對(duì)單船初始速度下的自然運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了分析，然后對(duì)不同速度、加速度、流體介質(zhì)的單船縱蕩運(yùn)動(dòng)和橫飄運(yùn)動(dòng)