船舶总体振动的附加水质量算法研究

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1、硕士学位论文船舶总体振动的附加水质量算法研究StudyonAdditionalMassforShipHull’GlobalVibration学2l108007完成日期：2Q!垒生§旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其它个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其它已申请学位或其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实

2、之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：鱼翌皇益捌鱼鱼堕垄三趟兰墨型宣作者签名：扭一一．一．日期：坐年—』角』三日大连理工大学硕士学位论文摘要船舶舷外水对于船舶总体振动的固有频率有着极为重要的影响。总体振动对于营运过程中的船舶是极为重要而特殊的问题，当共振时，总体振动产生的振动应力和最大振幅能超出振动规范要求的10倍以上，不仅会对船体结构和机器设备坏，还会严重危害人的身体健康，而且总体共振一但出现，补救和加强措施成本非常高。船舶舷外水的计算方法与总体振动的固有频率有着密切的关系，对船舶总体振动进行预报时，必须考虑舷外水的影响。本文选取一艘87000t的集装箱船和一艘21

3、0000DWT的散货船为目标船进行研究。研究内容包括以下四个方面：(1)刘易斯算法的附加质量计算与分析；(2)流固耦合算法的附加质量计算与分析；(3)边界元法的附加质量计算与分析；(4)三种算法的比较与分析。首先，本文对传统刘易斯公式对附加水质量的计算方法进行了介绍，并列举出本文所采用的附加水质量计算表格，对本文目标船的垂向振动和水平一扭转耦合振动的附加水质量进行了计算。并基于刘易斯方法对目标船的总体振动的固有频率进行了计算。其次，本文基于流固耦合理论，对附加水质量进行了流固耦合理论分析。通过对船体结构部分和流域部分分别划分有限元进行离散，建立了流固耦合模型，计算了目标船的垂

4、向振动固有频率，水平振动固有频率和扭转振动固有频率。再次，本文介绍了边界元法来求解附加水质量的理论，并用有限元程序MSC／NASTRAN的虚拟质量法，即边界元法，对目标船在各种工况下的总体振动固有频率进行了计算。最后，本文对上述介绍的三种方法所得的数值结果进行了比较和详细分析，并总结了三种方法的相对误差以及可适用性。关键词：总体振动；流固耦合；边界元法；有限元法；附加水质量船舶总体振动的附加水质量算法研究StudyonAddedWaterMassforShipHull’GlobalVibrationAbstractOutboardwaterofShiphullhasanimp

5、ortanteffectonshiphull’Sglobalvibration．Globalvibrationisadistinctlyimportantandspecialissueforshipintheprocessofoperating．Vibrationstressandthemaximumamplitudeduetoglobalvibrationaremorethantentimesasmuchtherequirementofvibrationregulationlaw．Undertheeffectofsuchharmfulexcitingforce，global

6、vibrationwillnotonlybringgreatharmtohullstructure，butalsohaveabadeffectonhumanbody．Oncetheresonanceofglobalvibrationhappened，theCOStofreinforceandremedyisveryhigh．nlecomputingmethodofoutboardwaterhasacloselyrelationshipwiththeinherentfrequencyofglobalvibration。Therefore，itisnecessarytotakea

7、ccountoftheinfluenceofoutboardwaterwhenforecastingtheglobalvibration．Inthisarticle，ourshipmodeliSone87000tcontainershipandone210000DWTbulkcargoship．Inthepaper，themaincontentsincludethefollowingfouraspects：(1)ThecalculationandanalysisoftheaddedmassofLewis