海底閥箱流-固耦合特性研究.pdf

1、船舶海底閥箱(又名海底門或海水閥箱)是艦船供水系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)之一。海底閥箱的可靠性直接關(guān)系到船舶的正常營運和船上人員的生活及安全。目前隨著海軍裝備的日新月異,艦船各部分結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的安全性及可靠性要求也在不斷提高,以保障艦船的正常工作。但是船舶相關(guān)規(guī)范中關(guān)于海底閥箱方面的內(nèi)容幾乎是空白,因此,深入研究流體激勵作用下海底閥箱的結(jié)構(gòu)動響應(yīng)問題具有重要的工程應(yīng)用價值和學(xué)術(shù)研究意義。
　　 本文通過流固耦合數(shù)值模擬方法研究了海底閥箱的結(jié)構(gòu)

2、運動特性,并結(jié)合哈爾濱工程大學(xué)的實驗數(shù)據(jù)對比分析,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。并且進一步對閥箱疲勞壽命進行了初步分析探討,結(jié)合相關(guān)物理試驗,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。
　　 第一,研究采用流固耦合數(shù)值模擬對海底閥箱進行結(jié)構(gòu)動響應(yīng)分析的方法。討論并選擇合適的湍流模型及較優(yōu)的計算網(wǎng)格,對物理實驗?zāi)Ｐ瓦M行了流固耦合數(shù)值模擬,結(jié)果與物理實驗數(shù)據(jù)吻合較好,驗證了數(shù)值模擬方法的正確性。在此基礎(chǔ)上,對四種常見結(jié)構(gòu)形式的海底閥箱模型進行了流固耦合數(shù)值

3、模擬。
　　 第二,對海底閥箱的振動特性進行了分析。分析包括結(jié)構(gòu)固有特性(結(jié)構(gòu)干、濕模態(tài))和水流激勵作用下的強迫振動特性。
　　 第三,通過FSI計算,對結(jié)構(gòu)強度進行了校核。同時,為易于擬合強度計算公式,以不同跨度海底閥箱為研究對象,確定一種較優(yōu)的簡化加載方案,并依據(jù)簡化加載結(jié)果擬合強度計算公式。
　　 第四,以某型船海底閥箱為例,分析其在工作狀態(tài)下的動響應(yīng)規(guī)律。海底閥箱在工作時,與外界存在質(zhì)量交換現(xiàn)象,為此有必