通海水舱在近岛礁浮式平台上的减摇应用数值研究

摘要

我国海洋面积辽阔，岛屿众多，特别是南海的岛礁，除了可以提供丰富的海洋鱼类资源等，岛礁周围的珊瑚礁盘还起到了重要的肖波护岛作用。从军事战略上看，掌握南海岛礁的主动权，就意味着能够在一定程度上控制从马六甲海峡到亚、非、欧各大洲的多半以上海上通道。然而目前我国岛礁的基础生活设备比较匮乏，如何有效地发展岛礁经济、开发岛礁渔业和旅游资源，是目前亟待解决的。综合考虑保护环境、便于施工以及经济成本等方面，采用混凝土材料的浮式平台的作为岛礁开发、渔业生产和旅游开发等综合生活保障基地。
　　本文研究的对象，是混凝土浮式生活保障平台，考虑岛礁对平台六自由度运动的影响，探究通海水舱在平台上的减摇应用。本文主要使用势流理论的CFD方法，以ANSYS AQWA软件作为研究平台，进行箱型平台、带通海水舱的箱型平台以及平台与岛礁耦合的水动力数值计算，并探究通海水舱在箱型平台上的减摇效果。
　　本文利用CATIA建立箱型平台的三维模型，然后用AQWA数值求解平台六自由度的运动；根据箱型平台的数值计算结果，设计五种通海水舱，通过对数值模拟结果的比较分析选择五个通海水舱的最优者；最后研究岛礁的存在对箱型平台运动的影响，分别考率两种岛礁与平台间相对位置的影响，计算水深取12米、1000米。得出的结论：（1）当平台处于较浅水深时（小于20m），平台的水动力性能受到较大的影响，尤其是对平台的横摇以及首摇性能的影响更为突出，水深且水深越小影响越明显。（2）在五个通海水舱中，E型方案的减摇效果最佳，其他水舱按减摇效果优良依次为D、B、C、A型。（3）岛礁与平台相对位置的确定，首要分析岛礁附近的海浪情况，统计分析得出其主要的浪向分布情况，确定岛礁主要的横摇遮蔽区、纵摇遮蔽区，使平台运动幅度较大的模态（横摇或者纵摇）处于有利的遮蔽区。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2本文工作的主要内容

第2章 三维势流理论基础

2.1 船舶摇荡运动的速度势

2.2 流场求解边界条件

2.3 格林函数法

2.4 面元法

2.5 本章小结

第3章 减摇水舱理论基础

3.1 双共振减摇原理

3.2 船舶横摇方程

3.3船舶与减摇水舱耦合的横摇方程

3.4通海水舱的设计

3.4本章小结

第4章 箱型平台六自由度运动的数值计算

4.1 软件简介

4.2 生活保障平台的基本参数及建模

4.3 箱型生活保障平台六个自由度的运动预报

4.4 本章小结

第5章 通海水舱在箱型平台上的应用

5.1 通海水舱的设计

5.2 通海水舱的在箱型平台上的应用

5.3 本章小结

第6章 岛礁模型与箱型平台的耦合计算

6.1 岛礁模型

6.2 岛礁模型与箱型平台的耦合计算

6.3岛礁与平台耦合下的运动分析

6.4 本章小结

第7章 总结和展望

7.1 本文工作总结

7.2 对后续工作的展望

致谢

参考文献