目錄
“江海直達船舶技術(shù)叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 江海直達船型 1
1.2 江海直達船砰擊載荷與響應(yīng)問題 2
1.3 船體局部砰擊載荷與響應(yīng)研究方法概述 2
1.3.1 理論分析方法 2
1.3.2 數(shù)值計算方法 5
1.3.3 模型試驗研究 9
1.3.4 彈性結(jié)構(gòu)入水砰擊水彈性效應(yīng)研究 13
1.4 船體砰擊顫振與波激振動響應(yīng)研究 14
1.4.1 理論與數(shù)值計算研究 15
1.4.2 試驗方法 17
第2章 江海直達船舶砰擊載荷模型試驗分析 23
2.1 概述 23
2.2 相似準則 23
2.3 江海直達船首部入水砰擊試驗 24
2.3.1 江海直達船首部模型 24
2.3.2 試驗儀器及測點 26
2.4 三維彈性楔形體入水砰擊試驗 27
2.4.1 三維彈性楔形體模型 27
2.4.2 試驗儀器及測點 28
2.5 測試系統(tǒng)試驗流程 29
2.5.1 三維船首砰擊入水模型試驗 30
2.5.2 三維彈性楔形體砰擊入水模型試驗 32
2.6 三維船首模型試驗結(jié)果分析 32
2.6.1 砰擊壓力時間歷程 32
2.6.2 砰擊壓力峰值 34
2.6.3 砰擊壓力物面分布特性 35
2.7 三維彈性楔形體模型試驗結(jié)果分析 36
2.7.1 入水砰擊速度 36
2.7.2 砰擊壓力峰值和持續(xù)時間 36
2.7.3 結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性 37
2.8 本章小結(jié) 41
第3章 江海直達船舶砰擊載荷數(shù)值仿真分析 43
3.1 概述 43
3.2 砰擊載荷解析方法的基本理論 43
3.2.1 砰擊入水物理過程描述 44
3.2.2 Wagner模型解析解 45
3.2.3 改進的Wagner模型解析解 48
3.3 砰擊載荷數(shù)值仿真研究方法 57
3.3.1 任意拉格朗日-歐拉流固耦合算法 57
3.3.2 無網(wǎng)格光滑粒子流體動力學(xué)仿真方法 62
3.4 二維楔形體入水砰擊仿真分析 66
3.4.1 基于ALE流固耦合算法的二維楔形體入水分析 66
3.4.2 基于FEM-SPH的二維楔形體入水分析 70
3.4.3 結(jié)構(gòu)砰擊力 70
3.4.4 砰擊壓力分布及自由液面 71
3.4.5 砰擊壓力時域特性 74
3.5 三維彈性楔形體入水砰擊仿真分析 75
3.5.1 計算模型 75
3.5.2 砰擊壓力 76
3.5.3 結(jié)構(gòu)剛度對砰擊壓力的影響 78
3.5.4 砰擊載荷作用下局部結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析 79
3.6 江海直達船二維艏部剖面入水砰擊數(shù)值仿真分析 82
3.6.1 基于ALE流固耦合算法的二維船體剖面入水仿真計算 82
3.6.2 基于FEM-SPH的二維船體剖面入水仿真計算 83
3.6.3 結(jié)構(gòu)砰擊力 83
3.6.4 砰擊壓力分布及自由液面 84
3.7 江海直達船三維艏部入水砰擊數(shù)值仿真分析 86
3.7.1 基于ALE流固耦合算法的三維船體結(jié)構(gòu)入水砰擊載荷計算分析 86
3.7.2 結(jié)構(gòu)砰擊力 87
3.7.3 自由液面及砰擊壓力分布 88
3.7.4 砰擊壓力時域分析 88
3.8 本章小結(jié) 90
第4章 江海直達船船首砰擊載荷與響應(yīng)的影響參數(shù)研究 91
4.1 概述 91
4.2 不同船首形式的砰擊載荷分析 92
4.2.1 不同船首模型選型 92
4.2.2 不同艏型船首入水仿真模型 92
4.2.3 不同艏型仿真結(jié)果 93
4.2.4 不同艏型仿真結(jié)論 96
4.3 球鼻艏入水砰擊的載荷 96
4.3.1 球鼻艏艏型入水仿真模型 96
4.3.2 典型位置的砰擊載荷 97
4.3.3 砰擊載荷縱向分布 98
4.3.4 砰擊載荷橫向分布 99
4.4 不同結(jié)構(gòu)形式的砰擊強度分析 101
4.4.1 模型的選取 101
4.4.2 模型建立 102
4.4.3 仿真結(jié)果分析 103
4.5 船首表面線型及入水速度對船首底部砰擊壓力的影響 107
4.5.1 橫向曲率對船首底部砰擊壓力的影響 107
4.5.2 縱向曲率對船首底部砰擊壓力的影響 108
4.6 本章小結(jié) 109
第5章 江海直達船舶砰擊顫振及波激振動試驗 111
5.1 概述 111
5.2 試驗原理 111
5.3 試驗方法 114
5.3.1 試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計 114
5.3.2 試驗原理及設(shè)備 119
5.3.3 試驗測點布置 120
5.3.4 測量梁的標定 122
5.4 試驗工況 123
5.4.1 靜水試驗 123
5.4.2 規(guī)則波試驗 123
5.4.3 不規(guī)則波試驗 125
5.5 試驗分析方法 125
5.5.1 時域分析方法 125
viii 江海直達船舶砰擊顫振及波激振動響應(yīng)
5.5.2 響應(yīng)傳遞函數(shù) 126
5.5.3 規(guī)則波中結(jié)構(gòu)響應(yīng)帶通濾波方法 127
5.5.4 不規(guī)則波中超越概率分析 129
5.5.5 試驗不確定性 131
5.6 試驗結(jié)果分析 133
5.6.1 靜水試驗結(jié)果分析 133
5.6.2 規(guī)則波試驗結(jié)果分析 134
5.6.3 不規(guī)則波試驗結(jié)果 148
5.7 本章小結(jié) 152
第6章 基于水彈性理論的砰擊顫振和波激振動響應(yīng)分析 153
6.1 概述 153
6.2 船舶非線性水彈性理論 154
6.2.1 坐標系描述 154
6.2.2 控制方程及邊界條件 155
6.2.3 水動力載荷 157
6.2.4 船體結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 163
6.3 模型試驗與仿真對比分析 166
6.3.1 船體結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 166
6.3.2 船體運動響應(yīng) 168
6.3.3 波浪載荷響應(yīng)傳遞函數(shù) 169
6.3.4 非線性載荷的頻域分析 170
6.3.5 船體運動及載荷時域分析 173
6.3.6 高階波激振動諧振響應(yīng)分析 175
6.3.7 砰擊載荷分析 179
6.3.8 不規(guī)則波超越概率分布分析 181
6.4 本章小結(jié) 184
參考文獻 186