板架结构自由入水耦合数值模拟方法研究

发布时间：2024-01-30 13:22

　　入水砰击问题在船舶与海洋工程领域十分常见,为了准确预报船体入水砰击载荷,各种数值计算方法应运而生,基于势流理论的边界元法应用最为广泛的数值方法之一。当板架结构入水时,在入水砰击载荷的作用下,板架结构会产生高频的弹性振动,以往的研究均是不考虑这种高频弹性振动与流体力的耦合,而是将入水结构物视为刚体。为了探究板架入水过程中其高频弹性振动对流体力的影响,并考虑到传统的势流方法无法捕捉到流体力的高频变化特征,本论文基于计及流体可压缩性的双重渐近近似方法(DAA)通过Fortran编程来研究考虑板架高频弹性振动的流体砰击力,采用Abaqus软件计算流体砰击力作用下的板架高频弹性振动,二者之间建立接口,实现流固耦合计算。本文的主要研究内容如下:(1)开展了刚性和弹性楔形体板架结构落体砰击的试验研究。比较试验结果发现,结构的弹性振动有可能减小砰击压力峰值,为数值模拟提供了试验基础;(2)基于势流理论,提出一种刚体入水问题的求解方法,通过全非线性边界元法求解了刚性楔形体入水过程,与刚性楔形体试验结果吻合良好,准确预报了砰击压力峰值。通过本方法对影响砰击压力峰值和砰击压力系数k的因素进行敏感性分析;(3...

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【学位级别】：硕士

图2.1试件模型图

图2.2楔形体试件测点布置图

图2.3落体试验架主视图和侧视图

图2.5弹性楔形体H04工况稳定性检验通过比较三次重复性试验的结果对比，可以认为本试验的试验结果是十分稳定的

本文编号：3890234