一、槽型水舱减摇理论及数值模拟（论文文献综述）
马亚州[1]（2021）在《矩形减摇水舱数值模拟与减摇机理研究》文中研究表明随着人类对海洋资源需求的不断扩大,海洋工程船舶得到了巨大的发展。海洋工程船舶的横摇运动问题也越来越受到人们的关注,人类发明了各种各样的减摇水舱来减小船舶的横摇运动,其中被动式矩形减摇水舱具有不需要额外消耗能源、结构简单、节省空间、易于保养、价格便宜、技术要求低的优点。本文针对被动式矩形减摇水舱进行数值模拟和减摇机理研究。本文在频域范围内,基于运动物体的平衡原理,建立船舶-减摇水舱耦合横摇运动方程并获得解析解。其中矩形减摇水舱对船舶的作用力矩看作是船舶横摇运动复原力矩的一部分,使用Ikeda方法获得横摇阻尼力矩系数,使用DNV.SESAM的Hydro D模块计算获得船舶的水动力系数,包括附加质量、附加阻尼（波浪阻尼）和波浪载荷。在频域范围内研究满载载况和压载载况下矩形减摇水舱的减摇效果。结果表明在满载载况和压载载况下,矩形减摇水舱在小范围波浪圆频率内有减摇效果,且每一个波浪圆频率对应一个液舱水深使矩形减摇水舱达到最佳减摇效果。本文在时域范围内,基于脉冲响应叠加原理,使用间接时域方法构建船舶横摇运动方程,将通过CFD方法求解的减摇水舱液舱晃荡运动载荷作为外力项添加到船舶横摇运动方程中,构成船舶-减摇水舱耦合横摇运动方程,求解船舶的运动状态。将船舶的运动状态作为CFD求解减摇水舱液舱晃荡运动的激励条件,进一步引起液舱的晃荡产生矩形减摇水舱对船舶的作用力影响船舶的横摇运动。如此连续耦合求解获得矩形减摇水舱在规则波浪下满载载况和压载载况中的减摇效果并与频域法比较。结果表明在满载载况和压载载况下,频域计算结果和时域模拟趋势变化基本吻合。矩形减摇水舱在最佳装载水深处,减摇效果的频域计算结果和时域模拟结果有较大差别,此时时域模拟更准确。本文基于双参数P-M谱模拟随机波浪,在时域范围内研究满载生存工况、满载作业工况、压载生存工况和压载作业工况下矩形减摇水舱的减摇效果。结果表明在随机波浪中,矩形减摇水舱液舱水深为一半左右时,减摇效果最佳。在此基础上,对矩形减摇水舱的长宽尺寸和阻尼格栅进行研究,结果表明矩形减摇水舱长度和宽度不宜过长或过短,方案13的阻尼格栅减摇效果最好。
王继铭[2]（2021）在《半潜船减摇水舱结构设计及控制方法研究》文中研究指明由于受到来自海上的风、浪等外界环境干扰作用,船舶在航行时会产生六个自由度的摇摆运动,严重时将会影响船上人员的舒适性和载重货物的安全性。但与其它船舶不同的是,半潜船除了需要在海平面上航行外,有时还会在半潜状态下进行潜航作业,或在全潜状态下装载其它船舶或进行潜艇救援等工作。半潜船在航行时的不同工作状态会导致其横摇周期的变化范围较大,同时其具有重心高、稳性差、船舶恢复力矩小等特点,使得半潜船在长距离的海上航行中遇到大风浪侵袭时,会比其他船舶更容易发生大角度的横摇运动,因此这类船舶在海上航行与作业时通常会配备减摇设备,其中较常用的减摇设备主要有减摇鳍与减摇水舱等。与常规的减摇鳍相比,减摇水舱在任意航速下均能够获得减摇效果。本文针对不同工况下半潜船横摇周期变化大的特点,对U型减摇水舱内部挡板结构进行设计并选取相应的控制方法来减小处于不同工况下半潜船的横摇运动。首先,本文对半潜船和减摇水舱研究的目的和意义,以及国内外目前的研究现状进行了介绍,并给出了论文的主要研究内容和结构安排。通过分析船与减摇水舱系统的动势能来建立“船-可控被动式水舱”的横摇运动模型,同时结合海浪对船舶横摇运动的影响,分析同一海况不同工况下半潜船横摇特性及影响减摇水舱特性的主要因素,并给出了减摇效果的计算公式,为后续水舱的结构设计与控制仿真奠定基础。其次,本文对可变周期U型减摇水舱内部挡板结构和挡板控制方法展开研究。对U型减摇水舱内部设计了常规矩形和T型两种挡板结构,使用FLUENT软件来模拟水舱的自由衰减从而得出不同挡板结构和数量对水舱周期的影响,根据仿真结果对水舱内部T型挡板结构进行优化,使之与不同工况下半潜船的横摇周期相匹配;通过调整水舱内部T型挡板的高度,改变水舱内水的流量的挡板控制方法,结合自回归模型对半潜船横摇周期预报,在MATLAB软件中对其进行仿真得到可变周期减摇水舱的减摇效果。然后,本文对气阀可控式U型减摇水舱的气阀开关控制方法展开研究。为了使RBF神经网络能够适用于三种工况下半潜船的横摇运动,对三种工况下半潜船横摇运动的平稳性与各态历经性分别展开分析;采用RBF神经网络对半潜船横摇半周期预测方法与水舱气阀开关的最佳相位控制方法相结合,在MATLAB软件中对其进行仿真得到气阀可控式减摇水舱的减摇效果。最后,本文开展了半潜船与气阀可控式水舱的模型实验,通过对实验数据的结果分析,来验证数值仿真所得到的结论是否具有一致性。
周天骄[3]（2020）在《内倾船参数横摇粘性数值模拟及水舱减摇研究》文中认为为追求良好的隐身性能,内倾船在水线以上采用向内倾斜的舷墙、上层建筑以及穿浪艏等设计,导致内倾船存在波浪中的稳性问题:随浪中,由于水线面面积较小,导致回复力矩不足从而出现横甩及纯稳性丧失等问题;横浪中,舷墙及上层建筑内倾容易导致出现横倾后难以回复平衡位置;迎浪中,船波相对位置的变化引起回复力臂产生周期性变化,发生参数横摇现象。向后倾斜的穿浪艏、低干舷、无舷墙的船型设计导致极易出现甲板上浪的情况,不仅对上层建筑、甲板设备造成损毁,同时也严重影响了船舶稳性,从而使内倾船运动具有强非线性。本文针对DTMB 5613型内倾船,基于粘性CFD软件STAR-CCM+,采用重叠网格方法,对内倾船的参数横摇现象及发生参数横摇时可能伴随发生的甲板上浪进行数值模拟分析,了解内倾船发生参数横摇的外部条件以及内倾船独特船型设计导致的甲板上浪产生的影响,并对参数横摇的规避措施进行探讨。通过对内倾船迎浪中的参数横摇现象模拟,研究了初始扰动、航速、波陡条件对参数横摇现象的影响。得出结论:适当增加初始扰动会明显缩短参数横摇发生的时间,且只会对稳定前的过渡阶段存在影响,对是否发生参数横摇以及发生参数横摇的稳定横摇幅值并无影响;内倾船只有在满足一定遭遇频率比值、波长、波高的前提下才会发生参数横摇现象,且相较于集装箱船等其它存在参数横摇隐患的船型,内倾船发生参数横摇的遭遇频率区间较小,这是由于内倾船水线面变化程度相对缓和的缘故;内倾船发生参数横摇的稳定横摇幅值与波陡并非呈正相关,原因在于大波陡情况下,伴随参数横摇,内倾船同样出现了甲板上浪现象,始终有相当体积积水存留在甲板上,这部分积水一定程度上增加了船舶的横摇阻尼,改变了船舶的横摇固有周期,使内倾船远离发生参数横摇的频率区间。基于对马蒂厄方程的理解,以及甲板上浪对参数横摇现象的抑制作用,讨论利用内倾船现有水舱进行参数横摇现象规避的可能性,并与安装舭龙骨模型进行减摇效果对比。结果表明,增加舭龙骨能够延缓参数横摇发生时间,降低稳定横摇幅值,并不能完全避免参数横摇的发生;通过合理设置水舱内水量,能够完全避免参数横摇现象,其原理在于改变了船舶的横摇固有周期,使内倾船远离发生参数横摇的遭遇频率区间,为抑制参数横摇现象提供了一种有效思路。
李嘉宁[4]（2019）在《船舶减摇与抗横倾组合系统控制研究》文中提出船舶在海面上航行或港口码头作业时,在风、浪、载荷扰动等因素作用下,产生横摇或横倾运动。剧烈的横摇或横倾运动会严重影响船舶的适航性、安全性并降低经济效益。减摇与抗横倾组合系统是由减摇水舱和抗横倾系统组成的船舶综合平衡装置,满足了船舶减摇和抗横倾功能的综合需求。本文重点研究建立船舶减摇与抗横倾组合系统横摇与横倾运动非线性数学模型,以及减摇与抗横倾组合系统Backstepping滑模控制。论文的主要研究内容包括以下几点:（1）基于随机海浪的谱密度理论,建立了海浪扰动的数学模型,并对不同海情下长峰波随机海浪波幅及力矩进行了仿真研究;基于重心移动定理,建立了载荷水平横移及不对称装卸引起的载荷扰动数学模型,并进行了力矩仿真研究。（2）基于船舶运动的静力学与动力学理论,考虑海浪扰动和载荷扰动条件下船舶横摇与横倾运动的非线性特点,建立了船舶横摇与横倾运动的非线性数学模型。基于某集装箱船参数,针对不同海况和工况下的扰动类型,分别进行了船舶横摇和横倾运动仿真,验证了所建立数学模型的正确性。（3）针对船舶横摇与横倾运动中的非线性因素,结合Backstepping方法的系统设计结构化特点和滑模变结构控制（SMC）方法的对扰动和对象参数变化不灵敏特性,设计了减摇与抗横倾组合系统Backstepping滑模变结构控制器。（4）针对海浪扰动和载荷扰动的不确定性,将自适应控制与Backstepping滑模变结构控制器相结合,设计了自适应Backstepping滑模控制器,使得控制器的设计不依赖扰动的上界。（5）针对上述控制器的设计对船舶横摇与横倾运动数学模型依赖性较强,将RBF神经网络（RBFNN）的万能逼近特性与自适应Backstepping滑模控制器相结合,设计了RBFNN自适应Backstepping滑模控制器,使得控制器的设计不依赖被控对象精确的数学模型。论文针对上述设计的Backstepping滑模控制器及改进方案,在不同海况和工况下进行了船舶减摇和抗横倾仿真研究,结果表明所设计的控制器具有较强的鲁棒性、自适应性,减摇和抗横倾效果良好。
王成彬[5]（2019）在《带减摇水舱的海洋工程船舶在波浪中的横摇运动响应研究》文中认为船舶在波浪中航行,当波浪周期接近船舶横摇固有周期时,会出现共振现象,导致船舶大幅横摇运动,危害船舶航行安全。为了减小船舶横摇,人们选择在船上安装减摇水舱等减摇装置,因此,对带减摇水舱的船舶在波浪中的运动进行研究,具有很大的现实意义。本文研究了带减摇水舱的船舶在波浪中的横摇运动情况,首先研究水舱晃荡的固有周期和无因次衰减系数的变化规律,然后根据船舶横摇的固有周期,选择水舱水阀的开关和液位的高度,使船舶-水舱系统满足“双共振”原理,再开展带减摇水舱船舶在波浪中运动的模型试验和数值模拟研究。首先,开展了减摇水舱的自由衰减模型试验,得到了不同水阀开关情况和不同液位高度时减摇水舱的自由衰减周期和无因次阻尼系数的结果,通过试验发现:关闭水阀和增加液位高度可以增大减摇水舱的自由衰减周期和无因次阻尼系数。接着,本文基于OpenFOAM中的求解器Inter FOAM提出了数值模拟减摇水舱内液体晃荡运动的程序算法,对减摇水舱的自由衰减运动进行模拟,并将模拟得到的水舱自由衰减周期和无因次阻尼系数与模型试验结果进行了对比,结果吻合很好,证明本文提出的数值模拟算法是合理的。并对水舱横摇时舱内液体的晃荡力矩进行了数值模拟研究,发现:横摇幅值一定时,横摇周期等于水舱固有周期时晃荡力矩最大;横摇周期一定时,横摇幅值越大晃荡力矩越大。然后,根据减摇水舱自由衰减试验结果,在保证减摇水舱固有周期尽可能等于船舶横摇固有周期的情况下,本文选择水舱水阀全关、液位0.13m开展了带减摇水舱船舶的模型试验,得到不同波浪周期下减摇水舱不介入和介入时船舶横摇运动响应结果。最后,本文使用简化算法,用试验测得的减摇水舱介入时船舶的横摇运动时域数据来模拟减摇水舱的力矩,并编写了求解船舶在波浪中运动的程序,实现了带减摇水舱船舶在波浪中运动响应的模拟,模拟得到的船舶横摇运动结果与试验结果吻合很好,从侧面说明本文对减摇水舱力矩模拟的结果是合理的。本文提出的数值模拟减摇水舱内液体晃荡运动的程序算法对带减摇水舱船舶运动的预报,具有重要的理论意义和工程应用价值。
王一帆[6]（2019）在《船用Magnus减摇装置水动力性能研究》文中研究表明船舶在波浪中的航行状态关系着船舶运行的安全,而减摇装置一直以来都受到人们的重视,现有减摇措施存在着占用船内空间较大或者是在零航速时减摇效果不理想等的缺点。而Magnus旋转圆柱减摇装置可以克服以上缺点,具有良好的应用前景。Magnus旋转圆柱减摇装置是安装在船底两侧,利用Magnus效应使圆柱产生升力来进行船舶减摇的装置。Magnus减摇装置有两种减摇工作状态:在有航速时,通过圆柱旋转产生的升力来减摇;在零航速的时候,该装置可以在旋转的同时,利用圆柱前后摆动获得来流速度,进而产生升力。本文针对Magnus旋转圆柱减摇装置进行基础理论研究,将Magnus旋转圆柱减摇装置简化为旋转圆柱和摆动旋转圆柱,进而对影响其水动力性能的各个因素进行详细研究。本文主要工作如下:介绍圆柱绕流基础理论,为以后分析旋转圆柱绕流打下基础;介绍了 Magnus效应的原理,从伯努利原理以及边界层理论解释了 Magnus效应减摇装置工作原理;简要介绍了 CFD计算方法,并进行了不确定度分析,同时进行了数值验证,和其他学者的结果对比,验证本文计算的可靠性;介绍了旋转圆柱试验的相似理论,确定了影响旋转圆柱水动力性能的主要参数,并针对这些参数进行了旋转圆柱绕流试验,结果表明旋转圆柱的升力系数和阻力系数都随转速比的增大先增大而后减小,可对数值计算的结果起到验证作用。对影响旋转圆柱水动力性能的主要参数采用CFD方法进行了数值仿真。首先研究了转速比、雷诺数以及粗糙度的变化对三维无限长旋转圆柱水动力性能造成的影响;然后分析了转速比、雷诺数以及长径比对三维有限长旋转圆柱水动力性能造成的影响,结果表明转速比对其影响最大。利用CFD数值计算对摆动旋转圆柱的模型和摆动控制方程进行了优化,然后对摆动旋转圆柱模型进行了水动力性能数值计算,分析了摆动角速度和转速比对摆动旋转圆柱模型水动力性能造成的影响。介绍了船舶横摇的基础理论,对该减摇装置的控制系统以及PID控制方法做了简要介绍,并且结合该控制方法对本文的减摇运动模拟方法进行了介绍;最后在选定模型的基础上分别对匀速航行和零航速的减摇运动进行了模拟,对比减摇前后的减摇效果,结果表明理想状态下作用于该模型的Magnus旋转圆柱减摇装置具有非常好的减摇效果。
耿军[7]（2019）在《极地科考船减摇水舱设计及特性分析》文中研究表明减摇水舱的减摇能力与船的航行速度无关,其位置通常距船中线适当高度,通过舱内流体流动产生的质量力和惯性力产生减摇力矩。通常采用U型和平面矩形结构实现左右边舱流体的互通,水舱-流体构成了一阻尼质量弹性系统,当其固有周期适应船体的周期,即在谐振频率附近可以达到较好的减摇效果。减摇水舱凭借其维修方便、控制简单等优点得到了广泛的应用,特别是科学考察船、救助船等。极地科考船为研究型船舶,需要能够在南北极恶劣的天气条件下进行大面积的观测研究,并具有为其他船舶开辟航道的功能,配备减摇水舱和抗倾系统,实现横摇减摇功能,具有在北冰洋等恶劣海洋条件下进行科学研究的能力。针对减摇水舱在极地科考船上的应用,论文首先对减摇水舱舱内流体的势动能进行建模分析,通过虚功原理建立了舱内流体运动方程;在此基础上,考虑舱内流体运动与船舶横摇运动的耦合,建立了“船体—舱内流体”耦合运动模型,并进一步考虑海浪外干扰的影响。其次,针对某极地科考船,设计了减摇水舱的结构参数,利用耦合Matlab的iSight软件对水舱的结构参数进行了优化设计。在Matlab中建立了船舶-水舱-外干扰仿真模型,通过规则波和不规则波下的仿真分析了针对极地科考船所设计减摇水舱的减摇能力,满足设计指标要求,并进一步对减摇水舱控制方法进行了初步研究。再次,利用CFD前处理软件Gambit完成了对所设计减摇水舱二维和三维结构的建模,并利用商业CFD软件Fluent完成了不同激励周期的规则波作用下减摇水舱及其舱内流体运动的CFD数值仿真,得到了减摇水舱的固有周期特性信息。经分析得知,在此状态下,水舱在谐振周期附近具有良好的稳定力矩特性,为后续的台架试验奠定了一定的基础。最后,针对某极低科考船所设计的减摇水舱,建造了尺度比为12:1的减摇水舱模型,并进行了台架试验以及船模水池试验研究,试验结果表明该减摇水舱能够较为有效地减小船舶谐摇周期附近地横摇运动,同时得到使水舱频率略高于船舶谐摇频率时能取得更好的效果。针对某极地科考船设计的减摇水舱减摇效果能够满足设计指标要求。
吴庆丰[8]（2018）在《基于CFD的船舶U型减摇水舱阻尼结构设计研究》文中进行了进一步梳理船舶减摇水舱的结构简单,并且它能够在所有航行速度下达到减小横摇的效果。作为目前广泛使用的减摇装置,它特别适用于滚装船,渔船,巡逻艇,钻井船,科研船等船舶。由于粘性作用,水舱中液体流动是复杂的,具有强非线性和随机性。当前,减摇水舱的理论计算还不能用于工程实践。基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）的数值模拟方法为解决船舶减摇水舱阻尼结构设计问题提供了一种新的实现手段。本文以滚装船为对象,基于CFD的相关理论,考虑粘度和自由表面的影响。通过使用Ansys Fluent软件进行数值模拟,对其减少横摇进行了一系列工作,主要内容如下:（1）基于скийБлаговешен（勃拉革维新斯基）设计的被动U型减摇水舱的一般方法,设计了水舱的基本尺寸和相关参数。（2）根据“双谐摇”的设计思想,选择水舱的振荡周期等于船舶的固有周期,并设定幅值。为U型被动减摇水舱设计了7种不同开度的阻尼挡板,并使用Ansys ICEM CFD15.0软件,分别建立了加装1块不同开度阻尼挡板的三维U型水舱模型。紧接着,网格模型被导入Ansys Fluent15.0软件,以模拟计算水舱的横摇力矩,最后根据Ikeda（池田良穗）等人的实验中衡量横摇阻尼的数据处理方法选出最佳阻尼板结构形式。（3）继续讨论不同液深,不同挡板的数量和位置,不同的周期和不同的幅值对水舱横摇效果的影响。论文最后给出了基于CFD的U型减摇水舱强迫横摇的数值模拟结果,可用于指导U型减摇水舱阻尼结构的设计工作。结果表明,设计的被动式U型水舱具备一定的减摇效果。对不同阻尼挡板开度、不同边舱液深、不同挡板数量及位置、不同横摇周期和不同幅值情况下的水舱强迫横摇数值模拟表明当阻尼挡板的开度在40%60%之间时,水舱具有最高效的工作效果;U型水舱的液体深度对减摇效果几乎没有影响;阻尼随着周期的增加而增加,横摇周期越接近水舱的周期,水舱能够提供的减摇力矩越大,并且两者之间的差异越大,水舱的力矩则越小,甚至起到相反的作用,它加剧了横摇效果;横摇阻尼与幅值成正比,也就是说,在周期等其他因素相同的工况下,幅值越大阻尼也越大。
孙林[9]（2016）在《减摇水舱阻尼结构设计及固有周期研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱结构简单、使用方便、在低航速与高航速都具有良好的减摇效果,特别适用于长期在海上停泊作业的船只,是目前应用较为广泛的船舶减摇装置。它的减摇原理是在船体发生横摇时,通过水舱中水振荡形成液位差,进而形成额外的恢复力来减小船体的摇荡运动。要使减摇水舱的恢复力矩发挥最大功效,舱内水振荡需要落后船体横摇周期的四分之一。所以,设计减摇水舱时,周期与阻尼是尤为关键的两个参数。目前对于水舱设计初期的方案设计阶段,在其尺寸、位置已经设计完成的情况下,还不能精确的预报不同水舱阻尼特性,因此无法准确的设计出符合条件的水舱的阻尼结构,必须依靠试验的手段。测试水舱性能通常有两类方法:水舱模型测试法（摇摆台实验、船模水池实验）、实船测试法。通常试验研究消耗很多的人力、物力和财力,模型测试法受尺度效应的影响很难保证结果与真实情况相同,实船测试条件受自然环境制约,结果也会受到很多外界因素的干扰。通过CFD来仿真减摇水舱晃荡并进行有关的特性分析就可以避开以上干扰因素。本论文首先针对某滚装船进行减摇水舱基本设计（包括尺寸、位置等）,并利用FORTRAN编写程序计算幅频特性与水舱阻尼系数的关系,分析结果得出满足要求的阻尼系数方案;然后使用CFD数值仿真水舱自由衰减实验,监测水舱通道中点的速度变化,得出水舱固有周期,并将结果与资料数据相对比,归纳减摇水舱周期随阻尼结构的变化规律,给出较为准确的新的固有周期估算公式;从CFD仿真水舱自由衰减实验入手获得水舱消灭曲线,最后运用到不同水舱内组合结构流动阻尼计算研究。经计算分析得到一套合乎水舱内组合结构流动阻尼估算方法,设计出了满足使用要求的水舱内部结构并对其减摇效果进行了测试。该估算方法对减摇水舱内部阻尼板设置具有一定参考价值。
张杰荐[10]（2015）在《船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究》文中进行了进一步梳理减摇水舱是现阶段船舶减摇中重要的减摇装置之一，主要适用于零航速或者行驶速度较慢的船舶中，减摇水舱按照结构形式可以分为U型减摇水舱和槽型减摇水舱，而U型减摇水舱又可以分为主动式减摇水舱、被动式减摇水舱和可控被动式减摇水舱三种。可控被动式减摇水舱在多种航速下都有一定的减摇性能，运用少量的能量通过对安装在两边舱底部水阀或气阀进行控制，来达到对舱内流体横摇控制的目的，使水舱内的液体总是集中在船舶向上运动的一侧，为船体产生一个稳定的力矩，从而避免在非谐摇区中出现幅值变大的现象，以此方式来达到改变水舱的固有周期目的。减摇水舱试验台架是研究和设计减摇水舱的重要设备之一。它可以模拟实际船舶在海上航行的运动情况，并从它的运动中研究水舱的运动和控制规律，为实际控制方式提供更为可靠的各种参数。本论文介绍了减摇水舱试验台架整体结构的设计和控制系统硬件的选取，并详细介绍了试验台架中U型水舱结构的设计原理以及尺寸的设计，对U型水舱的运行规律进行了深入的分析和研究。为了实现对水舱自动控制算法中数据的采集、分析，运算，并对水舱阀门做出相应的控制，论文根据研究需要对减摇水舱控制原理进行了需求分析和功能分析。并提出了一种基于西门子控制模块及软件通讯协议的控制系统设计方案。该方案基于高性能、高可靠性的S7-200模块对系统进行分布式设计，将系统分为中心控制器和人机交互模块，并采用了气阀与水阀同时控制的方式。与常规控制模式相比，它在控制输出控制反馈中更加有效，使水舱在实际应用中拥有更为良好的减摇效果。论文最后给出了减摇水舱实验台架试验后的结果。结果表明，研制的水舱及控制理论在模拟的海浪中具有一定的减摇效果，本论文的研究对减摇控制理论的及实验台架的设计具有重要的意义。
二、槽型水舱减摇理论及数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、槽型水舱减摇理论及数值模拟（论文提纲范文）
（1）矩形减摇水舱数值模拟与减摇机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 减摇水舱结构形式发展 |
| 1.2.2 船舶横摇 |
| 1.2.3 减摇水舱研究分析方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第2章 船舶-减摇水舱耦合运动理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶横摇运动频域分析理论 |
| 2.2.1 复原力矩 |
| 2.2.2 阻尼力矩 |
| 2.2.3 惯性力矩 |
| 2.2.4 波浪扰动力矩 |
| 2.2.5 船舶横摇运动方程及其解析解 |
| 2.3 Ikeda法计算横摇阻尼力矩系数 |
| 2.3.1 摩擦阻尼力矩系数 |
| 2.3.2 兴波阻尼力矩系数 |
| 2.3.3 漩涡阻尼力矩系数 |
| 2.3.4 升力阻尼力矩系数 |
| 2.3.5 舭龙骨阻尼力矩系数 |
| 2.4 减摇水舱液舱晃荡频域分析理论 |
| 2.5 船舶-减摇水舱耦合横摇运动频域分析理论 |
| 2.6 船舶横摇运动时域分析理论 |
| 2.7 减摇水舱液舱晃荡CFD模拟方法 |
| 2.8 船舶-减摇水舱耦合横摇运动时域分析理论 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 规则波浪中矩形减摇水舱减摇效果研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型与基本参数 |
| 3.2.1 深海采矿船和矩形减摇水舱基本参数 |
| 3.2.2 深海采矿船的计算工况 |
| 3.2.3 深海采矿船的船体湿表面模型 |
| 3.3 频域计算 |
| 3.3.1 理论验证 |
| 3.3.2 满载载况有、无减摇水舱横摇幅值比较 |
| 3.3.3 满载载况减摇效果计算 |
| 3.3.4 压载载况有、无减摇水舱横摇幅值比较 |
| 3.3.5 压载载况减摇效果计算 |
| 3.4 时域计算 |
| 3.4.1 满载载况频域与时域结果比较 |
| 3.4.2 压载载况频域与时域结果比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 随机波浪中矩形减摇水舱减摇效果研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 作业海洋环境参数 |
| 4.3 基于双参数P-M谱的随机波浪 |
| 4.4 随机波浪时域模拟结果 |
| 4.5 矩形减摇水舱尺寸研究 |
| 4.5.1 减摇水舱尺寸方案 |
| 4.5.2 减摇水舱尺寸研究结果分析 |
| 4.6 阻尼格栅对矩形减摇水舱减摇效果的影响 |
| 4.6.1 阻尼格栅方案 |
| 4.6.2 阻尼格栅研究结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间科研成果情况 |
| 在学期间参与科研项目 |
（2）半潜船减摇水舱结构设计及控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 半潜船国内外发展现状 |
| 1.3 水舱的国内外研究现状 |
| 1.3.1 水舱的发展史 |
| 1.3.2 水舱挡板结构的研究 |
| 1.3.3 水舱气阀控制方法的研究 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 船-可控被动式水舱横摇运动模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船-可控被动式水舱的横摇运动模型 |
| 2.2.1 船-可变周期水舱运动方程 |
| 2.2.2 船-气阀可控式水舱运动方程 |
| 2.3 海浪模型及仿真 |
| 2.3.1 规则波海浪 |
| 2.3.2 海浪谱密度 |
| 2.3.3 遭遇角 |
| 2.3.4 不规则波海浪 |
| 2.4 半潜船的不同工况 |
| 2.5 水舱阻尼及能量损失 |
| 2.5.1 水舱阻尼产生原因 |
| 2.5.2 舱内流体运动状态 |
| 2.6 减摇效果的计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 可变周期减摇水舱结构设计及挡板控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可变周期减摇水舱的结构设计 |
| 3.2.1 挡板结构数量对周期的影响 |
| 3.2.2 减摇水舱的网格划分 |
| 3.2.3 减摇水舱的自由衰减 |
| 3.2.4 仿真分析 |
| 3.3 变周期减摇水舱的结构优化 |
| 3.4 变周期减摇水舱的挡板控制 |
| 3.4.1 水舱周期的调节原理 |
| 3.4.2 自回归模型的周期预报 |
| 3.4.3 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 船舶横摇运动预测及水舱气阀控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平稳性与各态历经性 |
| 4.2.1 平稳性的分析 |
| 4.2.2 各态历经性的分析 |
| 4.2.3 结果分析 |
| 4.3 神经网络和船舶运动预测 |
| 4.3.1 径向基神经网络 |
| 4.3.2 船舶横摇运动预测 |
| 4.4 减摇水舱的气阀控制 |
| 4.4.1 气阀可控式水舱的原理 |
| 4.4.2 控制参数的确定 |
| 4.4.3 气阀最佳相位控制 |
| 4.4.4 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 半潜船模型实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验配置 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 规则波海浪 |
| 5.3.2 不规则波海浪 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）内倾船参数横摇粘性数值模拟及水舱减摇研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 内倾船型波浪稳性研究综述 |
| 1.3 参数横摇研究综述 |
| 1.4 内外水耦合运动研究方法综述 |
| 1.5 主要工作 |
| 1.5.1 各章节主要工作介绍 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.5.3 创新点 |
| 第2章 理论背景介绍 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.4 SIMPLE数值算法 |
| 2.5 重叠网格 |
| 2.6 六自由度运动 |
| 2.7 VOF法 |
| 2.8 参数横摇现象 |
| 2.8.1 参数横摇物理背景 |
| 2.8.2 基于马蒂厄方程(Mathieu equations)的参数横摇分析 |
| 第3章 内倾船有航速的横摇自由衰减模拟 |
| 3.1 研究对象 |
| 3.2 数值模拟计算 |
| 3.2.1 计算域与边界条件 |
| 3.2.2 网格划分对数值模拟的影响 |
| 3.2.3 湍流模型的选取对数值模拟的影响 |
| 3.2.4 释放自由度对数值模拟的影响 |
| 3.2.5 释放时间对数值模拟的影响 |
| 3.3 内倾船有航速的横摇阻尼分析 |
| 3.3.1 求解无因次阻尼系数 |
| 3.3.2 不同航速下的阻尼系数比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 内倾船迎浪参数横摇数值模拟 |
| 4.1 波浪数值水池造波 |
| 4.1.1 数值水池的网格方案 |
| 4.1.2 Stocks波理论简介 |
| 4.1.3 消波方法 |
| 4.1.4 波浪衰减校验 |
| 4.1.5 波形验证 |
| 4.1.6 网格方案验证 |
| 4.2 迎浪规则波中内倾船参数横摇模拟 |
| 4.2.1 初始扰动对参数横摇的影响 |
| 4.2.2 航速对参数横摇的影响 |
| 4.2.3 波陡对参数横摇的影响 |
| 4.2.4 甲板上浪对参数横摇的影响 |
| 4.2.5 舭龙骨对参数横摇的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 船用水舱规避参数横摇可行性研究 |
| 5.1 水舱位置选取 |
| 5.2 带水舱船模数值模拟及结果分析 |
| 5.2.1 带水舱内倾船有航速自由衰减模拟 |
| 5.2.2 水量对横摇周期的影响 |
| 5.2.3 水量对横摇阻尼的影响 |
| 5.3 带水舱内倾船参数横摇模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
（4）船舶减摇与抗横倾组合系统控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及研究意义 |
| 1.2 减摇与抗横倾组合系统综述 |
| 1.2.1 减摇水舱国内外发展趋势及研究现状 |
| 1.2.2 抗横倾系统国内外发展趋势及研究现状 |
| 1.2.3 组合系统国内外发展趋势及研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 扰动建模与仿真 |
| 2.1 海浪扰动建模与仿真 |
| 2.1.1 长峰波随机海浪的数学模型 |
| 2.1.2 长峰波随机海浪的谱密度 |
| 2.1.3 长峰波随机海浪仿真理论及结果分析 |
| 2.2 载荷扰动建模与仿真 |
| 2.2.1 重心移动定理 |
| 2.2.2 船舶横移货物时引起的横倾计算 |
| 2.2.3 船舶装卸货物时引起的横倾计算 |
| 2.2.4 船舶横移或装卸货物时引起的横倾仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 减摇与抗横倾组合系统及运动方程建模 |
| 3.1 船舶运动的静力学与动力学分析 |
| 3.1.1 船舶运动的静力学分析 |
| 3.1.2 船舶运动的动力学分析 |
| 3.2 减摇与抗横倾组合系统横摇运动方程建模 |
| 3.2.1 船舶运动坐标系 |
| 3.2.2 船舶横摇运动方程 |
| 3.2.3 组合系统横摇运动方程 |
| 3.3 减摇与抗横倾组合系统工作原理 |
| 3.3.1 减摇水舱工作原理 |
| 3.3.2 抗横倾系统工作原理 |
| 3.3.3 组合系统工作原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 减摇与抗横倾组合系统控制研究 |
| 4.1 Backstepping滑模控制基本原理 |
| 4.1.1 Backstepping法 |
| 4.1.2 滑模变结构控制 |
| 4.2 减摇与抗横倾组合系统Backstepping滑模控制 |
| 4.2.1 组合系统Backstepping滑模控制器设计 |
| 4.2.2 减摇作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.2.3 抗横倾作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.3 减摇与抗横倾组合系统自适应Backstepping滑模控制 |
| 4.3.1 组合系统自适应Backstepping滑模控制器设计 |
| 4.3.2 减摇作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.3.3 抗横倾作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.4 减摇与抗横倾组合系统RBFNN自适应Backstepping滑模控制 |
| 4.4.1 RBF神经网络 |
| 4.4.2 组合系统RBFNN自适应Backstepping滑模控制器设计 |
| 4.4.3 减摇作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.4.4 抗横倾作业时控制仿真与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（5）带减摇水舱的海洋工程船舶在波浪中的横摇运动响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 减摇水舱晃荡与船舶横摇耦合运动的国内外研究现状 |
| 1.2.1 船舶安装减摇水舱的发展概况 |
| 1.2.2 减摇水舱内液体晃荡的研究简介 |
| 1.2.3 带减摇水舱船舶的耦合运动研究进展 |
| 1.3 本文主要工作及创新点 |
| 第2章 数值模拟理论及其试验方法介绍 |
| 2.1 带减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.1.1 安装被动式减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.1.2 安装可控被动式减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.1.3 安装主动式减摇水舱船舶的减摇原理 |
| 2.2 预报减摇水舱内液体晃荡的CFD理论 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.1.1 连续性方程 |
| 2.2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.2.1.3 RANS方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.2.1 k-ε模型 |
| 2.2.2.2 k-ωSST模型 |
| 2.2.3 自由表面捕捉方法 |
| 2.2.4 流场的求解 |
| 2.2.4.1 SIMPLE算法 |
| 2.2.4.2 PISO算法 |
| 2.2.4.3 PIMPLE算法 |
| 2.2.5 OpenFOAM程序算法 |
| 2.3 船舶在规则波上的横摇运动理论 |
| 2.3.1 坐标系的建立 |
| 2.3.2 不带减摇水舱的船舶在规则波上的横摇运动 |
| 2.3.3 带减摇水舱的船舶在波浪上的横摇运动 |
| 2.4 试验方法和相似理论介绍 |
| 2.4.1 船舶耐波性试验中的相似理论 |
| 2.4.2 船模的静力和动力校准 |
| 2.4.3 船模尺度和试验波浪的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 减摇水舱晃荡运动试验与数值模拟对比研究 |
| 3.1 试验模型介绍 |
| 3.2 模型试验的过程和工况介绍 |
| 3.3 减摇水舱自由衰减试验的结果 |
| 3.3.1 减摇水舱模型试验自由衰减曲线 |
| 3.3.2 减摇水舱不同液位高度情况下周期对比 |
| 3.3.3 减摇水舱不同液位高度情况下无因次阻尼系数 |
| 3.4 数值计算模型概况 |
| 3.5 数值模拟结果和模型试验结果的对比研究 |
| 3.5.1 模型网格大小对模拟结果的影响 |
| 3.5.2 左右边舱初始液位差的影响 |
| 3.5.3 减摇水舱内阻尼板的影响 |
| 3.6 典型工况舱内液体运动云图分析 |
| 3.6.1 水舱自由衰减的气液云图 |
| 3.6.2 水舱液体运动速度云图 |
| 3.6.3 减摇水舱液体运动压力云图 |
| 3.6.4 减摇水舱液体运动流线图 |
| 3.6.5 减摇水舱内液体运动矢量图 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 减摇水舱晃荡运动的参数敏感性研究 |
| 4.1 减摇水舱自由衰减周期影响因素的研究 |
| 4.1.1 液位高度对减摇水舱固有周期的影响 |
| 4.1.2 水阀开关情况对减摇水舱固有周期的影响 |
| 4.2 减摇水舱自由衰减运动无因次阻尼系数的影响因素研究 |
| 4.2.1 液位高度对减摇水舱自由衰减无因次阻尼系数的影响 |
| 4.2.2 水阀开关情况对减摇水舱自由衰减无因次阻尼系数的影响 |
| 4.3 减摇水舱横摇运动的力矩研究 |
| 4.3.1 单位横摇幅值的力矩时域曲线 |
| 4.3.2 单位横摇幅值的力矩频域曲线 |
| 4.3.3 横摇运动幅值对减摇水舱力矩的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 减摇水舱对船体横摇减摇作用的试验和数值模拟研究 |
| 5.1 试验模型和试验装置 |
| 5.1.1 船舶耐波性试验模型 |
| 5.1.2 试验环境和测量装置 |
| 5.1.3 船舶耐波性试验的试验工况 |
| 5.2 船舶在静水中的试验结果介绍 |
| 5.3 船舶在横浪中的运动响应 |
| 5.3.1 船舶在横浪中运动的时域结果 |
| 5.3.2 船舶在横浪中运动的频域结果 |
| 5.4 数值计算模型概况 |
| 5.4.1 减摇水舱的数值模型 |
| 5.4.2 船舶的数值模型 |
| 5.5 模型试验和数值模拟的结果对比 |
| 5.5.1 带减摇水舱船舶在波浪中运动的模拟方法 |
| 5.5.2 船舶横摇运动时减摇水舱内液体晃荡力矩 |
| 5.5.3 减摇水舱内液位高度变化的数值模拟与模型试验结果对比 |
| 5.5.4 减摇水舱内液体晃荡力矩与波浪力的对比 |
| 5.5.5 船舶在波浪中运动的模型试验和数值模拟结果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 未来工作的展望展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）船用Magnus减摇装置水动力性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文的研究背景与意义 |
| 1.2 船舶减摇装置研究现状与进展 |
| 1.2.1 舭龙骨 |
| 1.2.2 减摇水舱 |
| 1.2.3 减摇鳍 |
| 1.2.4 减摇舵 |
| 1.2.5 减摇陀螺 |
| 1.2.6 Magnus旋转圆柱减摇装置 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 Magnus效应原理及流体力学基础 |
| 2.1 Magnus减摇装置减摇原理 |
| 2.1.1 圆柱绕流 |
| 2.1.2 旋转圆柱绕流(Magnus效应原理) |
| 2.1.3 Magnus减摇装置工作原理 |
| 2.2 CFD数值模拟方法及可行性分析 |
| 2.2.1 CFD计算数值模拟方法 |
| 2.2.2 CFD计算模型设置 |
| 2.2.3 CFD计算不确定度分析 |
| 2.2.4 数值模拟结果验证 |
| 2.3 旋转圆柱绕流模型试验 |
| 2.3.1 模型试验的相似理论 |
| 2.3.2 旋转圆柱试验模型 |
| 2.3.3 旋转圆柱试验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 旋转圆柱水动力性能数值计算 |
| 3.1 三维无限长旋转圆柱水动力性能数值模拟 |
| 3.1.1 数值模拟计算结果统计 |
| 3.1.2 水动力性能分析 |
| 3.2 三维有限长旋转圆柱水动力性能数值模拟 |
| 3.2.1 数值模拟模型及前处理 |
| 3.2.2 转速比对水动力性能影响研究 |
| 3.2.3 雷诺数对水动力性能影响研究 |
| 3.2.4 长径比对水动力性能影响研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 摆动旋转圆柱水动力性能数值计算 |
| 4.1 摆动旋转圆柱模型及控制方程的确定 |
| 4.1.1 CFD数值计算模型与网格划分 |
| 4.1.2 摆动圆柱运动控制方程设置 |
| 4.1.3 模型及控制方程的优选 |
| 4.2 摆动旋转圆柱水动力性能分析 |
| 4.2.1 摆动旋转圆柱受力分析 |
| 4.2.2 摆动角速度对旋转圆柱流场影响分析 |
| 4.2.3 旋转速度对旋转圆柱流场影响分析 |
| 4.3 本章小节 |
| 第5章 Magnus减摇装置减摇效果预报 |
| 5.1 船舶横摇运动的机理 |
| 5.1.1 船舶运动的假定 |
| 5.1.2 船舶横摇的运动分析 |
| 5.1.3 横摇微分方程 |
| 5.1.4 横摇频率响应函数 |
| 5.2 船舶横摇运动控制方法 |
| 5.2.1 船舶减摇控制系统简介 |
| 5.2.2 船舶减摇控制方法 |
| 5.2.3 减摇运动模拟方法 |
| 5.3 船舶减摇运动模型及波浪参数设置 |
| 5.4 匀速航行的船舶减摇运动模拟 |
| 5.4.1 Magnus减摇装置对阻力的影响分析 |
| 5.4.2 匀速航行的船舶减摇运动模拟 |
| 5.5 零航速的船舶减摇运动模拟 |
| 5.6 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 |
（7）极地科考船减摇水舱设计及特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外减摇水舱的发展 |
| 1.3 减摇水舱仿真及试验方法 |
| 1.4 极地科考船减摇水舱应用 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第2章 减摇水舱数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 减摇水舱流体运动模型 |
| 2.3 船舶-水舱流体运动模型 |
| 2.4 海浪外干扰模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 减摇水舱结构及控制系统设计 |
| 3.1 水舱频率特性分析 |
| 3.2 减摇水舱设计 |
| 3.2.1 目标船参数及指标要求 |
| 3.2.2 减摇水舱结构参数设计 |
| 3.2.3 结构设计及优化 |
| 3.3 船舶-水舱液柱-外干扰仿真模型 |
| 3.4 减摇能力分析 |
| 3.4.1 规则波下减摇能力验证 |
| 3.4.2 不规则波下减摇能力验证 |
| 3.5 减摇水舱控制方法研究 |
| 3.5.1 控制原理分析 |
| 3.5.2 设计方案 |
| 3.5.3 减摇效果分析 |
| 3.6 减摇水舱控制系统设计 |
| 3.7 减摇水舱控制器软件设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 水舱计算流体力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算流体力学(CFD)的理论基础 |
| 4.3 Gambit网格和Fluent中的水舱模型 |
| 4.4 水舱中面流速和力矩的仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 台架及船模水池试验验证 |
| 5.1 水舱模型及水舱衰减试验 |
| 5.1.1 水舱的固有周期和阻尼 |
| 5.1.2 水舱衰减试验 |
| 5.2 台架试验 |
| 5.3 水池试验 |
| 5.3.1 横向规则波中的试验 |
| 5.3.2 减摇水舱减摇效果的测量 |
| 5.3.3 试验结果 |
| 5.3.4 结果讨论 |
| 5.4 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 |
（8）基于CFD的船舶U型减摇水舱阻尼结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外减摇水舱装置研究近况综述 |
| 1.3 本文的主要研究内容及要点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 要点 |
| 2 U型减摇水舱和CFD相关理论 |
| 2.1 水舱设计的基本思想 |
| 2.2 横摇微分方程及频率响应 |
| 2.3 数值计算方法 |
| 2.3.1 k?ε模式 |
| 2.3.2 边界条件 |
| 2.3.3 自由表面追踪方法 |
| 2.3.4 Fluent软件简介 |
| 2.4 自由液面水舱强迫横摇数值模拟 |
| 2.4.1 模型建立 |
| 2.4.2 仿真数值模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 U型减摇水舱的主要尺寸设计 |
| 3.1 减摇水舱结构设计 |
| 3.1.1 水舱固有周期的确定 |
| 3.1.2 设计过程中的注意事项 |
| 3.1.3 减摇水舱的特征数 |
| 3.1.4 减摇水舱设计过程 |
| 3.2 水舱阻尼 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 U型减摇水舱的强迫横摇数值仿真 |
| 4.1 U型减摇水舱阻尼挡板开度设置 |
| 4.2 建立模型及后处理 |
| 4.2.1 Fluent主要参数设置 |
| 4.2.2 CFD数值计算及结果分析 |
| 4.2.3 不同边舱液深的数值仿真计算 |
| 4.2.4 不同挡板数量和位置的数值仿真计算 |
| 4.2.5 不同周期的数值仿真计算 |
| 4.2.6 不同幅值的数值仿真计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）减摇水舱阻尼结构设计及固有周期研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 技术途径与研究方案 |
| 第2章 船舶与减摇水舱的相关理论 |
| 2.1 减摇原理 |
| 2.2 船舶运动方程和幅频响应特性 |
| 2.3 船舶减摇基本参数的计算方法 |
| 2.4 船舶水舱横摇方程和响应特性 |
| 2.5 减摇水舱的简化设计 |
| 2.5.1 简化设计的基本原理 |
| 2.5.2 简化设计的基本步骤 |
| 2.5.3 设计过程中的一些应注意的问题 |
| 2.5.4 减摇水舱的特征数 |
| 2.6 减摇效果的评定 |
| 2.6.1 减摇能力 |
| 2.6.2 减摇效率 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 减摇水舱的基本设计 |
| 3.1 减摇水舱基本参数的确定 |
| 3.1.1 固有周期 |
| 3.1.2 设计过程中的一些应注意的问题 |
| 3.1.3 减摇水舱的静特征数 |
| 3.1.4 某滚装船减摇水舱的基本设计 |
| 3.2 阻尼及幅频响应特性研究 |
| 3.2.1 水舱位于第一层甲板 |
| 3.2.2 水舱加装于第二层甲板 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 减摇水舱自由衰减试验仿真 |
| 4.1 流体流动相似理论 |
| 4.2 CFD相关理论 |
| 4.2.1 标准k-ε模式 |
| 4.2.2 边界条件 |
| 4.2.3 自由表面追踪方法 |
| 4.2.4 Fluent软件简介 |
| 4.3 减摇水舱自由衰减试验数值仿真 |
| 4.3.1 模型及网格的建立 |
| 4.3.2 CFD数值计算及结果分析 |
| 4.4 减摇水舱固有周期经验公式 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 减摇水舱阻尼特性分析 |
| 5.1 水舱流动简化 |
| 5.2 阻尼产生原因 |
| 5.3 舱内流体的运动状态 |
| 5.3.1 沿程水头损失 |
| 5.3.2 局部水头损失 |
| 5.4 减摇水舱阻尼系数与阻尼板高度关系表达式 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 减摇水舱阻尼系数及减摇效率的研究 |
| 6.1 水舱阻尼系数 |
| 6.1.1 线性阻尼系数的特性分析 |
| 6.1.2 一种确定阻尼系数的实用方法 |
| 6.2 阻尼特性分析 |
| 6.2.1 阻尼板设计和网格建立 |
| 6.2.2 仿真计算及验证 |
| 6.3 计算结果及分析 |
| 6.3.1 计算结果整理 |
| 6.3.2 不同高度阻尼结构对阻尼系数的影响 |
| 6.3.3 不同数量阻尼结构对阻尼系数的影响 |
| 6.4 减摇水舱性能预报 |
| 6.4.1 强迫横摇模拟 |
| 6.4.2 水舱减摇力矩的计算 |
| 6.4.3 有水舱船舶横摇幅频响应特性分析 |
| 6.5 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 |
（10）船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题的理论意义与应用价值 |
| 1.1.1 横摇的危害 |
| 1.1.2 横摇的标准 |
| 1.2 国内外减摇技术发展与现状 |
| 1.2.1 船舶减摇方式概述 |
| 1.2.2 减摇水舱发展概 |
| 1.3 减摇水舱控制装置概述 |
| 1.3.1 常见减摇控制装置 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 2 减摇水舱试验台的设计与实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶减摇水舱试验台架的原理 |
| 2.2.1 试验台的构成 |
| 2.3 试验台架硬件的选取 |
| 2.4 船舶减摇水舱试验台架设计方案 |
| 2.4.1 设备组成表 |
| 2.4.2 减摇水舱结构设计 |
| 2.4.3 设计准则 |
| 2.4.4 减摇水舱设计过程 |
| 2.5 设备的外观示意图 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 船舶减摇水舱减摇控制系统设计 |
| 3.1 国外减摇水舱控制系统的研究现状 |
| 3.2 系统硬件的选取 |
| 3.2.1 主控制器系统构成 |
| 3.2.2 水舱控制系统构成 |
| 3.3 人机交互界面的设计 |
| 3.4 主控制系统连接图 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 减摇自动控制算法的研究与设计 |
| 4.1 减摇水舱减摇介绍 |
| 4.1.1 被动式减摇水舱减摇原理 |
| 4.1.2 可控被动式减摇水舱减摇原理 |
| 4.2 控制输入的选取 |
| 4.2.1 以船舶的横摇角度作为控制输入 |
| 4.2.2 以船舶的横摇角速度作为控制输入 |
| 4.3 海浪模型 |
| 4.3.1 简单波 |
| 4.3.2 海浪谱 |
| 4.3.3 海浪及波倾角仿真 |
| 4.4 减摇控制算法的研究 |
| 4.4.1 总关阀时间确定 |
| 4.4.2 开关阀时刻确定 |
| 4.5 减摇自动控制算法的设计 |
| 4.6 减摇效果的评定 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 软件编程与调试 |
| 5.1 PLC-200 编程软件介绍 |
| 5.2 触摸屏、PLC、陀螺仪的通讯方式 |
| 5.2.1 触摸屏与 PLC 的通讯 |
| 5.3 陀螺仪在编程中数据的转化处理 |
| 5.4 软件调试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 实验分析及系统应用 |
| 6.1 自动控制算法测试 |
| 6.1.1 试验前检查 |
| 6.1.2 单独气阀控制检测 |
| 6.1.3 气阀与水阀同时控制检测 |
| 6.1.4 减摇效果计算 |
| 6.2 现场问题总结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、槽型水舱减摇理论及数值模拟（论文参考文献）
- [1]矩形减摇水舱数值模拟与减摇机理研究[D]. 马亚州. 集美大学, 2021(01)
- [2]半潜船减摇水舱结构设计及控制方法研究[D]. 王继铭. 哈尔滨工程大学, 2021
- [3]内倾船参数横摇粘性数值模拟及水舱减摇研究[D]. 周天骄. 武汉理工大学, 2020(08)
- [4]船舶减摇与抗横倾组合系统控制研究[D]. 李嘉宁. 大连海事大学, 2019(06)
- [5]带减摇水舱的海洋工程船舶在波浪中的横摇运动响应研究[D]. 王成彬. 天津大学, 2019(06)
- [6]船用Magnus减摇装置水动力性能研究[D]. 王一帆. 哈尔滨工程大学, 2019(03)
- [7]极地科考船减摇水舱设计及特性分析[D]. 耿军. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [8]基于CFD的船舶U型减摇水舱阻尼结构设计研究[D]. 吴庆丰. 大连理工大学, 2018(07)
- [9]减摇水舱阻尼结构设计及固有周期研究[D]. 孙林. 哈尔滨工程大学, 2016(02)
- [10]船舶减摇水舱测试系统设计及控制策略研究[D]. 张杰荐. 内蒙古科技大学, 2015(08)