船舶冰期下水试验研究

摘要

船舶下水是将船舶从建造区域移向水域的工艺过程。本文所研究的船台是一座半潜式纵向下水船台，下水过程与常规纵向下水过程不同，没有自由下滑的第一阶段，因此初始速度小，并且根据建造周期有可能赶在结冰期下水，而该船台在设计时未考虑冰期下水问题。为了保护舵和桨不被冰载荷破坏，考虑在船舶尾部加装导冰装置。由于导冰装置和冰载荷的存在增加了下水的阻力，有可能造成下水困难使船舶停在船台上。为了验证或采取适当的措施保证船舶能够顺利下水以及合理地设计导冰装置，有必要对冰期下水问题进行仔细研究。到目前为止，冰期船舶下水在国内外还没有先例，特别是模型试验方法和大比尺模型冰制造技术都是新的课题。 本文的主要研究内容来源于《十万吨级斜船台冰期下水导冰装置试验研究》课题，以某油船和某船厂十万吨级半潜式斜船台为研究对象，以模型试验的方法研究其冰期下水问题。首先，进行有冰情况下的模型试验相似分析、确定试验方法、探讨模型冰的制作技术以及模型冰的强度测试方法。接着，针对某油船的下水状态和船台的具体数据进行模型设计，包括船模、船台模型、导冰板以及模型冰等。进行了试验方案的研究、测量方法和数据处理方法的研究。模型试验针对设计的六种导冰板，改变三个潮位，分有冰情况和无冰情况等状态进行，给出了不同情况下的运动规律和导冰板力。根据试验数据分析优选了较好的导冰板，并给出了导冰板的冰载荷和水动力载荷，为导冰板的设计提供数据。在此基础上建立了船舶下水运动数学模型，并通过VC和OpenGL编程开发了船舶下水仿真软件。仿真结果和模型试验结果吻合良好。模型试验结果和仿真可为船厂实际生产使用，也可为进一步的研究提供参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.2论文的目的和意义

1.3国内外研究现状及分析

1.4论文主要工作内容

第2章船舶冰期下水模型试验相似分析

2.1相似基本理论

2.2关于船舶无冰下水时的相似性分析

2.3关于模型冰的相似问题

2.4本章小结

第3章船舶冰期下水试验

3.1模型试验任务

3.2试验模型的制作

3.2.1船模

3.2.2船台及水域模型

3.2.3导冰装置模型

3.2.4冰模型

3.3试验状态

3.4试验方法及步骤

3.5测量仪器、设备及测量方法

3.6试验数据处理方法

3.7试验结果分析及换算

3.7.1试验结果及分析

3.7.2模型试验结果的实船换算

3.8有关导冰板的问题

3.9本章小结

第4章船舶冰期下水运动建模与仿真

4.1船舶冰期下水的运动分析

4.1.1坐标系建立

4.1.2船舶冰期下水过程和力学分析

4.1.3船舶受力分析和仿真模型的建立

4.2仿真系统流程设计

4.2.1 OpenGL技术概述

4.2.2仿真系统总体流程设计

4.2.3仿真系统各模块的实现

4.3仿真和物模试验的对比分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢