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一种基于CFD理论船舶附加质量与阻尼的计算方法 被引量:47
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作者 朱仁传 郭海强 +1 位作者 缪国平 余建伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期198-203,共6页
以计算流体动力学(CFD)理论为基础,给出了一种船舶附加质量与阻尼的计算方法.对船体二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同振荡模态下浮体的附加质量与阻尼,并与相关势流理论结果进行了比较.研究表明,文中的方法能准确给出浮体... 以计算流体动力学(CFD)理论为基础,给出了一种船舶附加质量与阻尼的计算方法.对船体二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同振荡模态下浮体的附加质量与阻尼,并与相关势流理论结果进行了比较.研究表明,文中的方法能准确给出浮体运动时的附加质量和阻尼,比势流理论更具有可扩展性,比实验方法更易实现和控制,在船舶性能的分析预报等方面具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 计算流体动力学 附加质量 阻尼系数 船舶运动
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三体船横摇运动 被引量:29
2
作者 李培勇 冯铁城 裘泳铭 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期24-30,共7页
介绍了关于三体船横摇运动的研究工作。采用能量法 ,由自由横摇衰减试验测量数据计算了三体船横摇阻尼系数 ,分析横摇过程中阻尼非线性作用的特点 ,讨论侧体横向布置位置、舭龙骨和航速对三体船横摇运动的影响 ,对线性、非线性方法用于... 介绍了关于三体船横摇运动的研究工作。采用能量法 ,由自由横摇衰减试验测量数据计算了三体船横摇阻尼系数 ,分析横摇过程中阻尼非线性作用的特点 ,讨论侧体横向布置位置、舭龙骨和航速对三体船横摇运动的影响 ,对线性、非线性方法用于预报三体船横摇运动进行比较分析。三体船模型横摇试验包括静水中的自由横摇衰减试验、规则波中的零速横摇试验。试验中通过系列变化侧体横向布置位置 ,并对侧体安装舭龙骨进行对比试验 ,研究侧体布置和舭龙骨对三体船横摇运动的影响。经与试验结果对比 。 展开更多
关键词 横摇运动 船舶 三体船 阻尼 能量法 横摇试验
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船舶在波浪中非线性横摇研究的现状和发展 被引量:13
3
作者 余音 胡毓仁 金咸定 《船舶力学》 EI 2000年第1期73-77,共5页
本文对船舶在波浪中的非线性横摇运动研究的现状进行了小结,讨论了所存在的一些问题及其发展趋势。对横摇非线性问题的产生以及导致非线性的因素作了简述后,从大幅非线性横摇运动、横摇-垂荡耦合运动、横摇-纵摇耦合运动三方面,详... 本文对船舶在波浪中的非线性横摇运动研究的现状进行了小结,讨论了所存在的一些问题及其发展趋势。对横摇非线性问题的产生以及导致非线性的因素作了简述后,从大幅非线性横摇运动、横摇-垂荡耦合运动、横摇-纵摇耦合运动三方面,详细综述了国内外关于船舶在波浪中的非线性摇摆研究工作中采用的各类典型数学模型,以及主要成果和进展。最后讨论了船舶非线性动力学中几个有待深入研究的问题。 展开更多
关键词 船舶 非线性动力学 稳定性 耦合运动 横摇
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港口内靠码头系泊船运动的计算 被引量:23
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作者 邹志利 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1995年第3期25-36,共12页
本文以英国南海岸处Shoreham港内系泊船为例,研究了港口内靠码头系泊船运动的数值计算问题。该船的实船实验和模型实验已经完成,为验证本文计算结果提供了依据。运动方程在时域内求解。在计算船体脉冲响应函数时,引入了船体... 本文以英国南海岸处Shoreham港内系泊船为例,研究了港口内靠码头系泊船运动的数值计算问题。该船的实船实验和模型实验已经完成,为验证本文计算结果提供了依据。运动方程在时域内求解。在计算船体脉冲响应函数时,引入了船体阻尼系数在频率很低时的渐近表达式和一迭代算法。分析了港内共振波浪和其对船体的作用力。讨论了靠码头系泊船运动的非线性特征。计算结果与实验结果符合很好。 展开更多
关键词 系泊 船运动 港口 波浪 阻尼系数
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船舶在波浪中运动的六自由度非线性耦合方程 被引量:15
5
作者 袁远 成志军 金咸定 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期541-543,共3页
基于刚体运动学理论 ,将船舶在波浪中的运动分解为平动和绕质心的转动 ,在分析了船舶受力情况的基础上 ,运用质点系相对于质心的动量矩定理和 Newton第二运动定律建立了船舶的六自由度运动的非线性耦合方程 .在建立方程的过程中 ,考虑... 基于刚体运动学理论 ,将船舶在波浪中的运动分解为平动和绕质心的转动 ,在分析了船舶受力情况的基础上 ,运用质点系相对于质心的动量矩定理和 Newton第二运动定律建立了船舶的六自由度运动的非线性耦合方程 .在建立方程的过程中 ,考虑到流体对船舶的影响 ,引入了附加质量和附加惯性矩 .最后利用该方程推导出了常用的船舶运动数学模型 . 展开更多
关键词 船舶运动 横摇 纵摇 艏摇 数学模型 六自由度运动 非线性耦合方程 刚体运动学
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响应型船舶运动数学模型的构造 被引量:23
6
作者 张显库 贾欣乐 刘川 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期18-21,共4页
论述了响应型船舶运动非线性数学模型,相对于状态空间模型,该模型计算比较简单,但所获的微分方程仍可保留非线性影响因素,可以满足进行船舶闭环控制系统的仿真研究时对模型精度的要求.针对大连海事大学"育龙"号实习船进行了... 论述了响应型船舶运动非线性数学模型,相对于状态空间模型,该模型计算比较简单,但所获的微分方程仍可保留非线性影响因素,可以满足进行船舶闭环控制系统的仿真研究时对模型精度的要求.针对大连海事大学"育龙"号实习船进行了仿真试验,用VisualBasic6.0编程实现.试验结果表明,响应型非线性数学模型与Norrbin非响应型非线性数学模型的回转试验轨迹基本重合. 展开更多
关键词 船舶动力学 船舶运动 响应型模型 非线性船舶运动模型 曲线拟合
原文传递
水面舰船迎浪航行时大幅运动预报的切片算法 被引量:8
7
作者 贺五洲 周正全 程军 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期42-51,共10页
将预报船舶运动和波浪载荷的切片理论加以扩展,应用于有限深水中船舶迎浪航行时大幅纵向运动和波浪载荷的时域求解。预报结果体现出考虑了湿表面及化后引起的船舶运动和受力的非线性性质。本计算方法简便、实用,适用于船舶纵向大幅运... 将预报船舶运动和波浪载荷的切片理论加以扩展,应用于有限深水中船舶迎浪航行时大幅纵向运动和波浪载荷的时域求解。预报结果体现出考虑了湿表面及化后引起的船舶运动和受力的非线性性质。本计算方法简便、实用,适用于船舶纵向大幅运动预报。 展开更多
关键词 船舶运动 波浪载荷 迎浪航行 切片算法 运动预报
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航行于碎冰区船舶冰阻力与冰响应探析 被引量:22
8
作者 王超 封振 +1 位作者 李兴 李鹏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期73-78,共6页
[目的]为了分析冰区航行船舶与碎冰之间的相互作用,[方法]运用离散元模型结合欧拉多相流,对船舶在碎冰区域航行时船体与碎冰之间的相互作用关系进行探索。计算不同航速、不同碎冰密集度下船体的受力情况,并对冰船接触冰时的运动响应进... [目的]为了分析冰区航行船舶与碎冰之间的相互作用,[方法]运用离散元模型结合欧拉多相流,对船舶在碎冰区域航行时船体与碎冰之间的相互作用关系进行探索。计算不同航速、不同碎冰密集度下船体的受力情况,并对冰船接触冰时的运动响应进行分析,从直观上解释碎冰阻力的变化原因,以及桨前来冰的运动情况。[结果]得出船体所受冰阻力主要是由碎冰与船体表面的摩擦和碰撞产生,并随航速的增大而增大,但当航速增大到一定值后,碎冰阻力不再增加,甚至还有减小的趋势。[结论]研究的工作可为冰区船型优化及其螺旋桨设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 冰区船舶 碎冰 冰阻力 运动响应 离散元方法
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波浪作用下带月池结构船体运动数值预报 被引量:20
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作者 孙采微 杨建民 吕海宁 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第4期21-29,共9页
流体在月池内发生共振时,有可能给船舶带来多种危险。建立基于N-S方程和VOF法的三维数值波浪水池,通过实现船体与波浪的耦合运动,对月池内流体发生活塞运动共振情况下的船体运动做出了数值预报,研究了船体运动和月池内流体运动的相互影... 流体在月池内发生共振时,有可能给船舶带来多种危险。建立基于N-S方程和VOF法的三维数值波浪水池,通过实现船体与波浪的耦合运动,对月池内流体发生活塞运动共振情况下的船体运动做出了数值预报,研究了船体运动和月池内流体运动的相互影响。通过与无月池结构船体运动对比,得到了共振情况下月池内流体活塞运动会增大船体垂荡运动的结论;通过与船体静止情况下月池内流体运动的对比,得到了船体运动会增大月池内流体活塞运动的结论。另外还研究了月池内的流场变化,以研究月池振荡的机理。 展开更多
关键词 月池 数值波浪水池 数值模拟 VOF法 船体运动
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不均匀流中船舶操纵运动仿真模型及应用 被引量:13
10
作者 杨盐生 方祥麟 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期30-35,共6页
本文给出不均匀流中船舶操纵运动数学模型,研究了在不均匀流中作用于船体上流体动力的估算及不均匀流场的生成,提出了不均匀流中船舶操纵运动的仿真方法。最后介绍了在港口引航实践中的两个仿真应用。
关键词 船舶操纵 数学模型 不均匀流 运动 仿真模型
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切片理论应用于双体船运动计算时的伪共振问题 被引量:15
11
作者 缪国平 刘应中 +2 位作者 李谊乐 刘滋源 朱乐平 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期32-38,共7页
用切片理论来计算双体船流体动力系数时,在一些离散的频率上出现了共振。本文采用在二维双体剖面之间的自由面条件中引进入工粘性的技术,既不违背双体之间存在自由面的物理事实,又能有效地克服上述伪共振现象。文中对双椭球体辐射问... 用切片理论来计算双体船流体动力系数时,在一些离散的频率上出现了共振。本文采用在二维双体剖面之间的自由面条件中引进入工粘性的技术,既不违背双体之间存在自由面的物理事实,又能有效地克服上述伪共振现象。文中对双椭球体辐射问题的计算及其与三维源汇分布法结果的比较表明,改进后的切片法可有效地应用于双体船在波浪中的运动计算。 展开更多
关键词 船舶运动 切片理论 双体船 共振 计算
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高速三体船波浪中运动与增阻CFD计算研究 被引量:17
12
作者 吴乘胜 周德才 +1 位作者 兰波 高雷 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期1-10,共10页
基于数值波浪水池技术,对波浪中高速三体船运动及增阻进行CFD计算研究。控制方程—RANS方程和连续性方程使用有限体积法离散,非线性自由面采用VOF方法处理;在入口边界模拟柔性造波板运动产生入射波,使用位于波浪水池尾部的人工阻尼区消... 基于数值波浪水池技术,对波浪中高速三体船运动及增阻进行CFD计算研究。控制方程—RANS方程和连续性方程使用有限体积法离散,非线性自由面采用VOF方法处理;在入口边界模拟柔性造波板运动产生入射波,使用位于波浪水池尾部的人工阻尼区消波。首先对规则波顶浪中单个主船体的运动和增阻进行了计算,并与高速细长体理论计算结果进行了比较;随后进行了三体船运动和增阻计算,分析了侧片体对主船体阻力增加的影响。为高速三体船耐波性研究提供了数值工具。 展开更多
关键词 船舶 舰船性能 高速三体船 运动 波浪增阻 CFD计算
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多点系泊船舶在波浪中的运动及其系泊力 被引量:8
13
作者 李向群 《交通部上海船舶运输科学研究所学报》 1999年第1期9-15,共7页
运用理论方法研究多点系泊船舶在波浪中的运动及其系泊力,建立了多点系泊船舶在波浪作用下的运动和系泊力的计算模型和求解方法,提出了带浮筒的链系的特性计算方法。采用时域计算解决链系的非线性问题。通过模型试验验证计算方法的精... 运用理论方法研究多点系泊船舶在波浪中的运动及其系泊力,建立了多点系泊船舶在波浪作用下的运动和系泊力的计算模型和求解方法,提出了带浮筒的链系的特性计算方法。采用时域计算解决链系的非线性问题。通过模型试验验证计算方法的精度和可靠性,开发了可供工程计算的计算程序。 展开更多
关键词 船舶 运动 多点系泊 系泊力
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中高速船加装减纵摇组合附体模型试验 被引量:15
14
作者 蔡新功 李积德 +2 位作者 王建方 李炜 刘平 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期50-57,共8页
对某常规单体排水式圆舭导弹护卫艇进行加装减纵向运动组合附体的模型快速性试验和耐波性试验。首先进行了小尺度模型的静水阻力试验和规则波试验 ,优选出阻力和减摇效果均较优的方案。进行了较大尺度模型的静水阻力试验、规则波试验和... 对某常规单体排水式圆舭导弹护卫艇进行加装减纵向运动组合附体的模型快速性试验和耐波性试验。首先进行了小尺度模型的静水阻力试验和规则波试验 ,优选出阻力和减摇效果均较优的方案。进行了较大尺度模型的静水阻力试验、规则波试验和不规则波试验。试验结果表明减纵向运动组合附体可显著抑制舰船的纵向运动 ,包括垂荡、纵摇、艏、中、艉部加速度 ,以及砰击、上浪、波浪增阻等 。 展开更多
关键词 中高速船 减纵摇组合附体 模型试验 快速性试验 耐波性试验 小尺度模型 纵向运动
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数值波浪水池中船舶水动力系数测试与分析技术 被引量:14
15
作者 郭海强 朱仁传 +1 位作者 缪国平 余建伟 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2008年第B10期58-65,共8页
以CFD理论为基础,建立了数值波浪水池,给出了一种基于三维数值波浪水池的船舶水动力系数测试与分析技术。对Wigley-III船模在数值波浪水池中受迫振荡进行了数值模拟,计算分析了船体垂荡、纵摇及纵荡运动的附加质量与阻尼,并与三维势流... 以CFD理论为基础,建立了数值波浪水池,给出了一种基于三维数值波浪水池的船舶水动力系数测试与分析技术。对Wigley-III船模在数值波浪水池中受迫振荡进行了数值模拟,计算分析了船体垂荡、纵摇及纵荡运动的附加质量与阻尼,并与三维势流理论计算结果进行了比较,两者吻合良好。此方法能准确给出浮式结构物的水动力系数,细致描述船舶周围的流场,可广泛应用于船舶与海洋工程浮式结构物的水动力性能研究。 展开更多
关键词 船舶、 舰船工程 数值波浪水池 CFD 水动力系数 船舶运动
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船舶横摇与纵摇运动的非线性耦合方程 被引量:12
16
作者 郑俊武 唐友刚 +2 位作者 孟昭寅 董艳秋 张延峰 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第6期737-740,共4页
以欧拉角描述船舶的摇摆运动,考虑规则波浪力及船舶受定常力矩的情形,将水动力展为Taylor级数,利用欧拉动力学方程推导出船舶横摇与纵摇二自由度耦合的非线性运动方程,为船舶内共振运动响应动力行为分析奠定基础.
关键词 船舶运动 非线性耦合 运动方程 横摇 纵摇
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波浪中船体与液舱晃荡耦合运动的时域数值计算 被引量:16
17
作者 洪亮 朱仁传 +2 位作者 缪国平 范菊 李裕龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期635-641,647,共8页
为分析液舱流体晃荡对波浪中船体运动性能的影响,针对船体外流场与液舱内流场(液体非线性晃荡)分别采用时域势流理论方法计算,建立了在波浪中船体与液舱流体晃荡耦合的时域运动方程.其中波浪中船体水动力和时延函数采用切片法和脉冲响... 为分析液舱流体晃荡对波浪中船体运动性能的影响,针对船体外流场与液舱内流场(液体非线性晃荡)分别采用时域势流理论方法计算,建立了在波浪中船体与液舱流体晃荡耦合的时域运动方程.其中波浪中船体水动力和时延函数采用切片法和脉冲响应函数法计算获得,舱内液体非线性晃荡采用时域边界元法计算.对S175加载方形液舱在迎浪横浪等不同工况下液舱流体晃荡及其与船体运动耦合分别进行了计算模拟与验证研究.研究表明,在不出现液面破碎等强非线性现象时,能够给出较好的液舱流体晃荡波形和压力;耦合运动模拟结果能清晰地反映液舱晃荡对船体运动的影响,并准确给出船体有无加载液舱时共振频率的偏移现象;数值与试验结果吻合良好,并具有较高的计算效率,为设计载液船舶或减摇水舱等的前期设计提供了快速有效的分析方法和技术手段. 展开更多
关键词 船体运动时域 势流理论 液舱晃荡 运动耦合 脉冲响应函数 船体运动
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NUMERICAL SIMULATIONS OF WAVE-INDUCED SHIP MOTIONS IN TIME DOMAIN BY A RANKINE PANEL METHOD 被引量:15
18
作者 CHEN Jing-pu ZHU De-xiang 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2010年第3期373-380,共8页
A time domain prediction of wave-induced ship motions by a Rankine panel method is investigated. Linear boundary conditions on free surface and mean wetted body surface are adopted, while the numerical damping method ... A time domain prediction of wave-induced ship motions by a Rankine panel method is investigated. Linear boundary conditions on free surface and mean wetted body surface are adopted, while the numerical damping method is used for the radiation conditions. The motions of two ships in regular head waves are computed by the present method. The related numerical results are compared with the experiment data and those from linear strip theory. The comparison shows satisfactory agreements for pitch and heave transfer functions. 展开更多
关键词 Rankine source panel method time domain ship motion forward speed
原文传递
基于LSTM的舰船运动姿态短期预测 被引量:16
19
作者 王国栋 韩斌 孙文赟 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第7期69-72,共4页
舰船的六自由度运动状态形成复杂的非线性过程,运动姿态会受到耦合作用、不定周期、噪声信号以及混沌特性等因素的干扰,因此很难得到精确的预测结果。为了提升舰船运动姿态的预测精度,利用舰船时间序列的特点,建立了基于长短期记忆单元(... 舰船的六自由度运动状态形成复杂的非线性过程,运动姿态会受到耦合作用、不定周期、噪声信号以及混沌特性等因素的干扰,因此很难得到精确的预测结果。为了提升舰船运动姿态的预测精度,利用舰船时间序列的特点,建立了基于长短期记忆单元(LSTM)模型,对其进行了舰船姿态预测仿真,将结果与时间序列分析法的结果进行对比。实例分析表明:基于LSTM模型的预测方法具有精确度高、易实现的特点。这为舰船运动短期预测提供了一个新的思路和方法。 展开更多
关键词 时间序列 LSTM 舰船运动 预测
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小水线面双体船纵向运动控制系统的试验研究 被引量:13
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作者 朱炳泉 眭爱国 +1 位作者 魏纳新 盛庆武 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期1-10,共10页
提出了小水线面双体船纵向运动控制系统的数学模型,并建立了该系统的试验平台,开展了前后鳍静态和动态水动力特性试验,分别进行了无控船模和前后鳍控制船模在规则波中的耐波性试验。试验结果表明,所设计的前后鳍对该小水线面双体船具有... 提出了小水线面双体船纵向运动控制系统的数学模型,并建立了该系统的试验平台,开展了前后鳍静态和动态水动力特性试验,分别进行了无控船模和前后鳍控制船模在规则波中的耐波性试验。试验结果表明,所设计的前后鳍对该小水线面双体船具有可控性;由确定控制矩阵K的方法获得了初步优化的控制规律;经初步优化控制后的实船,在不规则波上的升沉和纵摇有义值分别下降26.9%和32.0%。 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 小水线面双体船 纵向运动 控制系统
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