带坞舱船舶尾舱消浪装置水动力性能研究

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带坞舱船舶不论在军事领域还是工程领域都发挥着重要的作用。在军事上,带坞舱船舶比较典型的船型为两栖攻击舰,其主要作用是在沿海地区作战时,在战线后方提供军事支援。在工程领域,带坞舱船舶用于向远海的岛礁输送人员或物资等,对海洋事业的发展具有重要作用。带坞舱船舶在结构上具有特殊性,其带有的尾部坞舱具有与外界连通的自由液面。在外域波浪和船舶运动的共同作用下,舱内的自由液面会产生波浪,这时舱内停泊的结构物的正常工作将会受到不利影响,长时间的波浪砰击也会对结构物造成损伤。因此探究带坞舱船舶尾舱内波浪的特性以及寻求抑制舱内波浪的方法具有重要意义。本文较为系统地对带半开敞式坞舱船舶尾舱内的消浪方案进行了调研、设计、模拟与优化,提出了一套具有良好消浪性能的消浪装置方案,具体工作如下:(1)对荷兰皇家海军两栖运输船进行了三维建模,使用CFD方法对该带有尾部坞舱的船舶进行了多种不同波浪下的船舶响应模拟和分析,监测了船舶的运动响应和舱内多个监测点的波高情况,分析其尾舱内的波浪成因及波浪特性;(2)结合对现有的消浪装置的调研与总结以及舱内的波浪特点,提出使用多孔挡板为基础设计消浪装置。提出使用多孔介质区域模型等效替代实际几何建模的数值模拟方法对多孔板消浪装置进行模拟,在保证计算精度的同时大大节省了计算量。(3)对提出的消浪方案进行了水池实验和数值模拟,并通过数值模拟对消浪装置进行了优化分析,最终确定了一套具有首端和侧壁消浪装置的消浪方案;(4)将消浪装置方案放置于船体模型中,进行带有消浪装置方案的船舶响应模拟,评估设计的消浪装置方案的消浪性能,并探讨该消浪方案的特点。
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