小水線面雙體船附連水質(zhì)量及振動(dòng)特性研究.pdf

1、小水線面雙體船（Small Waterplan Area Twin Hull，SWATH）較常規(guī)船舶具有甲板面積寬敞、橫穩(wěn)定性良好、結(jié)構(gòu)噪音小，舒適性好等諸多優(yōu)勢(shì)而受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。其振動(dòng)預(yù)報(bào)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的一項(xiàng)內(nèi)容，附連水質(zhì)量對(duì)船體結(jié)構(gòu)振動(dòng)有特殊而又重要的影響，是結(jié)構(gòu)“濕”頻率計(jì)算中必須考慮的關(guān)鍵項(xiàng)目。由于小水線面雙體船的特殊結(jié)構(gòu)形式，其附連水質(zhì)量計(jì)算和結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性較常規(guī)船有較大區(qū)別。
　　本文第二章利用勢(shì)流理論推導(dǎo)了無

2、界流域中任意形狀物體附加質(zhì)量的一般表達(dá)式，由推導(dǎo)過程得出附加質(zhì)量只取決于物體形狀、運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的選取以及流場(chǎng)本身的物理性質(zhì)。要求出某物體的附加質(zhì)量，需求得物體表面的速度勢(shì)以及速度勢(shì)所滿足的物面邊界條件。為此，引入源匯分布法并推導(dǎo)了二維分布源、分布偶極的誘導(dǎo)速度公式。單體和雙體模型速度勢(shì)的源匯分布求解方法。運(yùn)用該方法使用FORTRAN語(yǔ)言編織了任意形狀單體和雙體的附連水質(zhì)量程序，通過對(duì)無限水域中無限長(zhǎng)圓柱體附加質(zhì)量的計(jì)算檢驗(yàn)了理論推導(dǎo)和程序

3、的正確性。
　　船舶在水中的振動(dòng)問題是一類典型的流固耦合問題。本文第三章推導(dǎo)了理想流體線性小擾動(dòng)情況下的運(yùn)動(dòng)方程以及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程，進(jìn)一步說明了與流體接觸結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是和流體運(yùn)動(dòng)耦合的。對(duì)流體域的處理可將流固耦合方法分為流體有限元法和邊界元法。文中介紹了流體有限元法中的干模態(tài)法和濕模態(tài)法。NASTRAN所提供的虛擬質(zhì)量法亦屬于邊界元法，本文介紹了其基本理論。最后以某SWATH船片體為例，分別用流固耦合有限元法、虛擬質(zhì)量法和本文自編程序