船體結構的水彈塑性方法研究

《船體結構的水彈塑性方法研究》是依託武漢理工大學，由劉維勤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：船體結構的水彈塑性方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉維勤
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

船體結構與極端波等大波高波浪遭遇時，導致的船體結構崩潰是一種動非線性的動態過程，其與大波浪之間的作用是非常有必要被考慮的。本研究擬基於申請人前期提出的一個二維水彈塑性數值方法的基礎上，進一步改進該二維水彈塑性數值方法。水彈塑性涉及到極強的結構非線性與波浪非線性之間的耦合問題，此二維水彈塑性數值方法暫不考慮波浪的粘性及破波等波浪非線性，基於勢流理論考慮結構的非線性與波浪之間的耦合，主要考慮船體梁剛度的非線性，擬採用彈性模態與塑性模態的共同疊加，使船體梁的水彈性數值塑性變形更接近真實情況。另外再設計一種水彈塑性船模，開展船模在水池中的水彈塑性試驗，填補國內在船體水彈塑性模型設計和水彈塑性試驗方面的研究空缺。採用水彈塑性數值方法與水彈塑性試驗兩個手段來研究船體在複雜海況下的非線性動態強度，用數值方法來設計指導試驗，用水彈塑性試驗來驗證和完善水彈塑性數值方法。

結題摘要

本課題擬提出水彈塑性方法來研究船體結構在極端波下的非線性動態強度和變形，此水彈塑性方法的研究內容包括理論數值方法研究和水彈塑性試驗兩部份。本項目的研究目標為設計並開展一個船體模型的水彈塑性試驗方法，通過該水彈塑性試驗結果，提出並進一步完善水彈塑性理論和方法。本項目成功設計了一個水彈塑性模型，該水彈塑性模型由兩個剛體船體和一個船中塑性鉸組成，該塑性鉸即使在水池波浪中也能產生崩潰回響，並且也開展了水彈塑性模型試驗，成功地開展了水彈塑性模型在單波和規則波下的水彈塑性試驗。本項目結合非線性有限元與勢流理論，發展水彈塑性數值方法。通過仿真結果與試驗結果進行對比，相互修正，得到較佳的結果。申請者藉助國家自然科學基金平台在項目執行期間前後共發表共發表1篇SCI論文、2篇中文核心EI期刊論文、多篇重要國際會議論文及申請發明專利1項。