非对称双体运维船阻力及顶靠水动力响应性能研究

摘要

近年来，随着海上风电场的发展，风电维护船已成为迫切需求以及研究的热点。本文根据风电场的使用要求以及分析双体船的船型特点，选取双体船型作为风电维护船船型。根据运维船使用及营运特点，其阻力性能和水动力响应性能很大程度上影响船舶的运营性能和经济效益，因此本文的研究具有一定的理论意义和实用价值。
　　对于海上风电双体运维船而言，兴波阻力是其总阻力的重要组成部分，本文采用专业的船舶与海洋工程CFD软件包FINE/Marine对非对称双体船进行初步研究，通过改变双体船左右片体相对角度以及改变单侧片体肥瘦程度来研究非对称双体船的静水阻力性能，从而寻求阻力性能较好的不对称船型方案。同时在此基础上进一步对非对称双体运维船进行波浪中阻力性能研究，分析不同波高下对纵摇和升沉运动以及波浪增阻的影响规律。
　　考虑运维船顶靠时与风机、塔基之间存在风、浪、流的屏蔽效应，本文在阻力较优的非对称双体船的基础上利用AQWA，针对运维船与风机塔基顶靠耦合模型，施加不同的浪高和风速，应用CFD数值仿真分别计算得出风力系数、流力系数以及通过静水衰减曲线得到的阻尼系数和固有周期，分析船舶浮体的运动规律，并进一步分析研究风浪不同作用角度时运维船艏端的纵摇和升沉响应。
　　本文的相关研究成果将为双体风电维护船的船型设计及风浪中的安全使用提供一定的参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题的理论意义和实用价值

1.2 本课题在国内、外研究现状及发展趋势

1.3 主要研究内容

第2章 船舶CFD数值仿真及水动力计算理论

2.1 CFD理论概述

2.2 水动力计算理论

2.3 本章小结

第3章 非对称双体船片体构型与阻力性能的研究

3.1 常规运维船主尺度

3.2 运维船不对称方案

3.3 仿真软件和阻力数值研究

3.4 左右片体呈相对角度对阻力性能的研究

3.5 对单个片体内外不对称时阻力性能的研究

3.6 波浪阻力的数值研究

3.7 本章小结

第4章 非对称双体船顶靠时动力系数的计算研究

4.1 运维船船型及耦合模型

4.2 环境参数的计算

4.3 风力系数的计算

4.4 流力系数的计算

4.5 粘性阻尼系数的计算

4.6 本章小结

第5章 非对称双体船顶靠时水动力响应计算分析

5.1 水动力响应的仿真计算

5.2 水动力响应的分析

5.3 本章小结

总结与展望

本文的主要研究工作及结论

本文的展望

参考文献

附录1 风力系数仿真计算结果

附录2 流力系数仿真计算结果

附录3 AQWA计算结果

攻读硕士期间发表的论文

致谢