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桁架与板架混合结构形式养殖船水动力特性频域分析

王绍敏 袁太平 杨谢秋 郭杰进 陶启友 谌伟 胡昱 黄小华 刘海阳

王绍敏, 袁太平, 杨谢秋, 郭杰进, 陶启友, 谌伟, 胡昱, 黄小华, 刘海阳. 桁架与板架混合结构形式养殖船水动力特性频域分析[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210021
引用本文: 王绍敏, 袁太平, 杨谢秋, 郭杰进, 陶启友, 谌伟, 胡昱, 黄小华, 刘海阳. 桁架与板架混合结构形式养殖船水动力特性频域分析[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210021
Shaomin WANG, Taiping YUAN, Xieqiu YANG, Jiejin GUO, Qiyou TAO, Wei SHEN, Yu HU, Xiaohua HUANG, Haiyang LIU. Frequency domain analysis of hydrodynamic characteristics of mariculture ship with truss and plate frame hybrid structure[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210021
Citation: Shaomin WANG, Taiping YUAN, Xieqiu YANG, Jiejin GUO, Qiyou TAO, Wei SHEN, Yu HU, Xiaohua HUANG, Haiyang LIU. Frequency domain analysis of hydrodynamic characteristics of mariculture ship with truss and plate frame hybrid structure[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210021

桁架与板架混合结构形式养殖船水动力特性频域分析

doi: 10.12131/20210021
基金项目: 国家重点研发计划项目 (2019YFD0900903);国家自然科学基金项目 (31772897,31902424);海洋经济创新发展区域示范专项 (Bhsfs012);广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金;中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助 (2020TD77);中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助 (2021SD10)
详细信息
    作者简介:

    王绍敏 (1981—),男,硕士,高级工程师,从事船舶与海洋工程、涉渔海洋工程结构物开发。E-mail: wangshaomin2013@163.com

  • 中图分类号: U 661.32

Frequency domain analysis of hydrodynamic characteristics of mariculture ship with truss and plate frame hybrid structure

  • 摘要: 为了研究由桁架结构和多个板架结构浮体构成的养殖船的水动力性能及运动响应特性,本文基于三维势流理论结合Morrison方程对养殖船的水动力特性进行了频域计算,获得了养殖船的水动力参数和运动响应,据此完成了分析。分析结果表明,养殖船附加质量、辐射阻尼对频率的变化较为敏感,敏感程度在养殖船各方向运动上明显不同;且摇动运动的附加质量和辐射阻尼大于平动运动,均与养殖船结构形状有密切关系;在各向入射波的作用下,养殖船的一阶波浪力随频率的增加呈现先增大后减小的趋势,在高频段养殖船在不同方向入射波的作用下的一阶波浪力曲线趋于稳定,在中低段则出现了较大差异;在高频与低频激励作用下,养殖船的运动响应都较小,但在中短周期规则波中运动时产生共振,随浪或迎浪时养殖船的纵荡、纵摇为主要的运动模态,在横浪时养殖船的横摇和垂荡为主要的运动模态。
  • 图  1  养殖船应用实景

    Figure  1.  Application of mariculture ship

    图  2  养殖船

    Figure  2.  Mariculture ship

    图  3  养殖船水动力模型

    Figure  3.  Hydrodynamic model of mariculture ship

    图  4  养殖船在波浪中的运动模型

    Figure  4.  Motion model of mariculture ship

    图  5  坐标系

    Figure  5.  Coordinate system

    图  6  养殖船的六自由度附加质量

    Figure  6.  Added mass of mariculture ship

    图  7  养殖船的六自由度辐射阻尼系数

    Figure  7.  Radiation damping of mariculture ship

    图  8  不同浪向下养殖船受到的一阶波浪力

    Figure  8.  First order wave forces/moments of mariculture ship in different wave directions

    图  9  养殖船幅频响应曲线

    Figure  9.  Motion response of mariculture ship in different wave directions

    表  1  养殖船有关参数

    Table  1.   Parameters of mariculture ship

    参数   
    Parameter   
    数值
    Value
    总长 Length overall /m 91.3
    宽度 Width /m 27.6
    型深 Depth /m 7.5
    设计吃水 Draught/m 6.5
    满载排水量 Full load displacement /t 1 073
    重心COG (x, y, z)/m (51.9, 0, 3.35)
    横摇惯性半径/m 9.7
    纵摇惯性半径/m 62.8
    艏摇惯性半径/m 63.3
    桁架管外径 D/mm 245
    桁架管壁厚 t/mm 12
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-22
  • 修回日期:  2020-12-22

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