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《计及流体效应的三体船流固耦合自振特性.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第10期舰船科学技术Vol.36,No.102014年10月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.,2014计及流体效应的三体船流固耦合自振特性122周清华,刘世明,杜国和(1.江南造船(集团)有限责任公司,上海201913;2.中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064)摘要:采用有限元法和边界元法比较分析三体船结构的流固耦合振动问题,探讨深V型、浅吃水侧体的附连水质量对三体船总振动特性的影响。通过对全船三维结构有限元模型进行纯数值计算,获得三体船结构在无限域流场中的湿模态特性。研究发现,计及
2、流体效应后的三体船自振频率比干模态频率明显降低,首部水平振动与尾部扭转振动的耦合振动在高阶模态中较为突出,侧体的附连水质量对三体船垂向和水平振动影响较小。关键词:三体船;振动特性;流固耦合;附连水质量;有限元法;边界元法中图分类号:U661.44文献标识码:A文章编号:1672-7649(2014)10-0005-04doi:10．3404/j．issn．1672-7649．2014．10．002Researchonfluid-structurecoupledvibrationcharacteristicoftrimar
3、ansubjectedtohydrodynamiceffect122ZHOUQing-hua,LIUShi-ming,DUGuo-he(1.JiangnanShipyard(Group)Co.Ltd.,Shanghai201913,China;2.ChinaShipDevelopmentandDesignCenter,Wuhan430064,China)Abstract:Thefiniteelementmethodandtheboundaryelementmethodwerepresentedtoanalyzethefl
4、uid-structurecoupledvibrationproblemoftrimaran,andthentheimpactofsidehull′sadditionalwatermassonthetrimaranoverallvibrationcharacteristicwasdiscussed.Thenaturalfrequenciesandmodeshapesoftrimaranstructureininfinitywaterwereobtainedbynumericalcalculationbasedontheg
5、lobalfiniteelement.Theresultsshowthattrimaran′snaturalvibrationfrequencydecreasedsignificantlyaftertakingfluideffectintoaccount.Bowhorizontalvibrationandsterntorsionalvibrationarecoupleddistinctlyinthehighordermodes,sidehull′sadditionalwatermasshaslittleeffectont
6、hetrimaran′sverticalvibrationandhorizontalvibration.Keywords:trimaran;vibrationcharacteristic;fluid-structurecoupling;additionalwatermass;finiteelementmethod;boundaryelementmethod应用于单体船的振动分析中;0引言2)解析-数值方法,如Geers提出的双渐进[1]如何准确地计算三体船总振动的模态特性,以法,该方法适用于研究形状规则的结构;[2]避开
7、共振状态,是三体船结构设计的关键问题之一。3)纯数值计算方法,如有限元法和边界元法等。对于三体船在水中的振动问题,需要考虑流体与结对于形状复杂的水中结构,一般采用数值分析构的耦合作用。目前,船舶结构的流固耦合力学分方法,由于该方法在工程上的实用性,国内外学者[3]析方法主要有以下3种:做了大量的研究。Deruntz等利用边界积分法计算1)经验公式法如刘易斯图谱法,该方法可求附连水质量,讨论了处理流固耦合问题的不连续边[4]解低阶垂向振动和水平振动的附连水质量,已广泛界积分方法。夏利娟等采用2种不同边界条件的收稿日期:20
8、13-10-16;修回日期:2014-01-20基金项目:国防“十二五”装备预先研究资助项目作者简介:周清华(1984-),男,硕士,工程师,研究方向为船舶环境载荷和结构性能评估。·6·舰船科学技术第36卷T二维边界元法计算高速船垂向振动的附连水质量。f=Bp。(4)[5]黄晓明等以加筋圆柱壳模型试验为基准,研究船合
