發(fā)布時間：2020-11-20 00:32

　　 全墊升氣墊船船體底部四周裝有圍裙結構,在氣墊的支撐作用下,可以使船體行駛時脫離水面。因此,氣墊船可以在水面上或者陸地上航行,具有優(yōu)良的高速性與兩棲性,被廣泛應用于軍事和民用船舶領域~([52])。然而,也正是由于全墊升氣墊船結構及航行的特殊性,使得全墊升氣墊船在許多方面不同于其他常規(guī)船舶。比如,全墊升氣墊船柔性圍裙系統(tǒng)、墊升系統(tǒng)以及兩者相互耦合產生的動態(tài)響應;圍裙結構的動態(tài)響應特性與氣墊船的穩(wěn)性、適航性和耐波性等運動性密切相關。同時,圍裙動態(tài)的仿真需要更為嚴謹?shù)臍鈮|船運動力學模型和精度更高的數(shù)值求解方法。目前,對柔性圍裙結構動態(tài)響應研究的文獻和圍裙結構設計的規(guī)范非常罕見,現(xiàn)有圍裙結構模型也沒有考慮到圍裙結構形式多樣性,無法反映不同結構形式圍裙的動態(tài)響應特性。因此,本文從理論推導入手,對全墊升氣墊船柔性圍裙結構動態(tài)響應進行研究,主要完成了以下幾部分工作:1.氣墊船墊升系統(tǒng)的氣動力學模型推導。通過分析風扇、氣道等特性,研究流量從風扇傳遞到圍裙囊內的流量–壓力特性曲線。在此基礎上,基于伯努利方程和理想氣體狀態(tài)方程,建立了墊升系統(tǒng)的氣動力學模型。2.氣墊船運動力學模型推導�；�于拉格朗日力學理論,將圍裙簡化為二自由度的動力學系統(tǒng),建立柔性囊指圍裙動力學模型。通過氣動力學模型和圍裙動力學模型的耦合,最終建立氣墊船運動力學模型。3.氣墊船柔性圍裙結構動態(tài)響應數(shù)值分析。通過對氣墊船運動力學模型的分析,選擇合適的數(shù)值方法,求解模型中的非線性微分方程組。最終得到柔性圍裙的動態(tài)響應和運動響應。4.三囊圍裙(艉裙)結構動態(tài)響應研究。氣墊船圍裙形式具有多樣性,因此基于拉格朗日力學理論推導出三囊四自由度艉裙動力學模型,并結合氣動力學模型計算出艉裙的動態(tài)響應。本文通過推導氣墊船運動力學模型,選擇合理的數(shù)值方法,得到圍裙的動態(tài)響應。再通過與相關設計規(guī)范以及自身對比,發(fā)現(xiàn)數(shù)值計算結果符合圍裙的運動規(guī)律,為以后預報氣墊船環(huán)境載荷奠定基礎。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U674.943
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 國內外氣墊船的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展動態(tài)
        1.2.1 氣墊船的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 圍裙與墊升系統(tǒng)耦合的動態(tài)研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題的研究內容
第2章 全墊升氣墊船運動力學模型分析
    2.1 概述
    2.2 氣墊船剛性船體系統(tǒng)分析
    2.3 氣墊船柔性圍裙系統(tǒng)的分析
        2.3.1 氣墊船柔性圍裙幾何結構模型
        2.3.2 柔性圍裙系統(tǒng)的動力學模型分析
    2.4 氣墊船墊升系統(tǒng)分析
        2.4.1 墊升系統(tǒng)風扇特性
        2.4.2 墊升系統(tǒng)的氣動力學模型分析
    2.5 二自由度囊指圍裙的氣墊船運動力學模型
    2.6 本章小結
第3章 柔性囊指圍裙結構動態(tài)響應時域求解
    3.1 概述
    3.2 系統(tǒng)動態(tài)耦合過程
    3.3 氣墊船實船參數(shù)與變量初始值
    3.4 柔性圍裙動態(tài)響應時域求解數(shù)值方法分析
        3.4.1 四階龍格-庫塔法數(shù)值分析
        3.4.2 多項式外推法數(shù)值分析
        3.4.3 線性化數(shù)值分析
    3.5 本章小結
第4章 三囊四自由度圍裙動態(tài)響應研究
    4.1 概述
    4.2 三囊四自由度柔性圍裙結構分析
        4.2.1 圍裙結構自由度的選取
    4.3 三囊四自由度圍裙動力學模型
        4.3.1 拉格朗日運動方程
        4.3.2 三囊圍裙模型中的動能以及勢能
        4.3.3 三囊圍裙模型中的非保守力
    4.4 三囊艉裙的氣動力學模型分析
    4.5 三囊四自由度艉裙結構的動態(tài)響應數(shù)值分析
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝

【參考文獻】

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1 周紅友;;氣墊船及其軍事用途淺析[J];艦船電子工程;2008年02期

2 呂世海;劉春光;馬濤;;氣墊船高速縱穩(wěn)性與艏裙流體動力性能分析[J];船舶;2006年04期

3 劉巨斌,肖昌潤,鄭學齡;全墊升式氣墊船水壓場數(shù)值模擬[J];海軍工程大學學報;2001年01期

4 郭其順;世界軍用氣墊船發(fā)展現(xiàn)狀[J];船舶;2001年01期

5 惲良,彭桂華;我國氣墊船在實用化技術方面的進展[J];艦船科學技術;1992年03期

6 馬濤;減阻、減搖的響應圍裙研究[J];中國造船;1991年01期

7 周偉麟 ,馬濤;氣墊船響應圍裙特性及設計參數(shù)分析方法[J];船舶;1990年05期

8 惲良;;八十年代氣墊船在國內外的發(fā)展[J];江蘇船舶;1987年02期

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本文編號：2890667