动力定位供应船流载荷数值计算及研究

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1、分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目动力定位供应船流载荷数值计算及研究英文Numericalsimulationandresearchofcurrentload题目ondynamicpositionsupplyship研究生姓名苗晨露姓名龚昌奇职称副教授学位指导教师单位名称交通学院邮编430063申请学位级别硕士学科专业名称船舶与海洋结构物设计制造论文提交日期2014.4论文答辩日期2014.5学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年05月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

2、果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国

3、家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要本文以计算流体动力学Fluent为平台，计算一定雷诺数范围内动力定位供应船流载荷系数，并研究船型参数、呆木参数以及雷诺数对流载荷系数的影响规律，最终得到流载荷系数的估算方法。在计算动力定位供应船之前，先对一艘有试验资料的油船进行0~180°内的流场计算，借由与试验资料对比，对数值计算方法的合理性进行验证，并通过分析船体表面压力及剪切力，总结粘压阻力系数和摩擦阻力系数随流向角的变化规律。然

4、后以一艘动力定位供应船为母型船，通过控制排水量和船长不变，对裸船进行船型变换，采用CFD方法计算一定雷诺数范围内裸船流载荷系数。通过变换母型船的呆木面积及形心位置，计算不同呆木参数下的流载荷系数。最终在考虑呆木参数及雷诺数的影响下，采用偏最小二乘回归（PLS）对单个角度下的流载荷系数进行回归，线性插值得到任意角度下的流载荷系数。数值计算方法及计算结果如下：（1）数值计算方法：计算域选择内域圆柱形，外域方形，当计算不同流向角下的流载荷时，只需转动内域网格。对于网格划分提出了几点不同于直航时的要求：稍微降低紧邻船体表面区域的网格密度；减少平行中体处的网格间距；增加

5、船体外围的网格密度。选择SST湍流模式进行定常计算，即适合低雷诺也适合高雷诺数。（2）针对动力定位供应船的纵向流载荷系数，在小角度时，摩擦阻力系数占主要成分，在40°和130°时粘压阻力系数剧增，40°~130°时，粘压阻力系数占主要成分，且粘压阻力系数与船首尾压差在纵向上的投影相关。（3）针对动力定位供应船的横向流载荷系数，在60°左右达到峰值，该方向上的摩擦阻力系数较粘压阻力系数为小量，可忽略不计，粘压阻力系数由船首尾压差在横向上的投影决定；（4）添加的呆木，改变尾部压力分布，增加尾部的漩涡阻力，导致流载荷系数增加，并回归呆木的影响因子，且验证估算公式的预

6、测性良好；（5）雷诺数主要影响摩擦阻力系数，且随着雷诺数的增加而减少；（6）影响流载荷系数的船型参数主要是方形系数Cb和船长船宽比L/B，通过偏最小二乘方法对单个流向角下的流载荷系数进行回归，线性插值可得到任意角度下的流载荷系数，最终编写流载荷系数计算程序。关键词：动力定位供应船，流载荷，数值模拟，偏最小二乘回归（PLS）I万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractThispapercalculatesthecurrentloadcoefficientsunderdifferentReynoldsnumber,usingcomputationalflui

7、ddynamicssoftwareFluent,whendynamicpositionsupplyshipconfrontswithcurrent.Andshiptypeparameters,deadwoodandReynoldsnumberarestudiedtheinfluencelawofcurrentloadcoefficientsthroughthetransformationofbareshiptypeandgeometricparametersofdeadwood.Theregressionofcoefficientcalculationform

8、ulaisobtained.Befor