【摘 要】
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气垫平台是具有柔性气垫的移动平台,在行驶时可垫升于行驶表面之上,具有常规船舶不具备的两栖性,其气垫系统也使得气垫平台具有与常规破冰船类似的破冰能力。虽然气垫低速破冰模式已发展较长时间,但对破冰模式下垫升系统内部流场的研究较少,压力分布不明确,且以气垫平台结构强度为目标的结构优化问题也缺少详细研究。基于以上背景,本文将对气垫平台垫升系统流场展开研究,并对船体结构进行优化设计。主要研究内容如下:(1)
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气垫平台是具有柔性气垫的移动平台,在行驶时可垫升于行驶表面之上,具有常规船舶不具备的两栖性,其气垫系统也使得气垫平台具有与常规破冰船类似的破冰能力。虽然气垫低速破冰模式已发展较长时间,但对破冰模式下垫升系统内部流场的研究较少,压力分布不明确,且以气垫平台结构强度为目标的结构优化问题也缺少详细研究。基于以上背景,本文将对气垫平台垫升系统流场展开研究,并对船体结构进行优化设计。主要研究内容如下:(1)基于计算流体动力学,对全指型气垫系统进行三维建模,应用CFD方法对气垫平台垫升系统流场进行数值分析,将静水工况的计算结果与理论值对比,并对气垫平台破冰模式下的压力分布进行研究计算;(2)对气垫平台排水工况及垫升工况的结构载荷进行计算;(3)建立全船的有限元模型,采用CCS《海上高速船入级与建造规范(2015)》中提供的方法对结构进行载荷施加,并用惯性释放技术约束船体的刚性运动,得到船体结构在各个工况下的结构应力与位移变形;(4)针对结构强度校核的结果,以保证结构安全并提高气垫平台运输能力为目标,提出两种优化方案,对船体结构进行优化设计,并对优化后的结果进行结构强度验证。
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