船舶碰撞機理的數值仿真與試驗研究.pdf

1、隨著航運業(yè)與交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，無論海上或內河，航行船只數量和噸位迅猛增加，且航速不斷提高，航線也十分擁擠，因而船舶碰撞事故時有發(fā)生。船舶碰撞是指船舶在海上或者與海相通的可航水域發(fā)生接觸造成損害的事故，其后果往往是災難性的，例如人員傷亡，船只沉沒，結構物損壞，甚至環(huán)境污染等。因此，無論從安全與經濟角度、還是從環(huán)境保護角度來看，進行船舶碰撞機理及其損傷性能的研究具有重要的現實意義。
　　 本文采用數值仿真和試驗方法，建立碰撞模型

2、，分別在有水與無水狀態(tài)下發(fā)生碰撞作用(簡稱干碰與濕碰)，對比分析干碰與濕碰得到的最大碰撞力，探討了水對碰撞過程的影響。
　　 研究的主要內容如下：
　　 1)建立了簡單的有限元碰撞模型，用于模擬撞擊體正面撞擊固定障礙物。其中，撞擊體縱向移動，被撞體四周固支。利用該碰撞模型，分別進行干碰與濕碰工況，濕碰工況通過流固耦合方法實現。比較兩種工況計算得到的最大碰撞力，發(fā)現干碰最大碰撞力均大于濕碰最大碰撞力，說明水減小了碰撞力大小

3、，由于水的阻尼效應，阻礙了碰撞運動。
　　 2)設計了一套可靠合理的碰撞試驗體系，用于探討水對碰撞過程的影響。撞擊船是一條在船頭設有鋼制撞擊板的木質船模，它由系有重物的鋼絲繩牽引前進，與固定在池壁上的壓力傳感器發(fā)生正面碰撞，鋼制撞擊板與壓力傳感器發(fā)生接觸作用。碰撞模型分別進行了數百次干碰與濕碰試驗。進行干碰工況時，木質船模在角鋼軌道上滾動前進。通過對比分析兩種工況試驗測得的最大碰撞力，發(fā)現干碰工況下的最大碰撞力大于濕碰工況，進一