hydrostar对并靠lng船在波浪运动中的分析(附件)
摘 要摘 要 我国南海是世界公认的各种矿产能源的富藏海域，近年来，国家对于南海的保卫和开发力度逐年加大，虽然该海域仍然存在地区性不稳定因素，但我们对于海洋资源开发运输的研究工作却不能因噎废食。在国内，由哈工程，上海交大，江科大等船舶一流院校展开的相关类型研究正在有条不紊的进行着。在此，本文使用法国船级社所开发的HydroSTAR软件对并靠液化天然气船在不同水深条件下的波浪中的运动分析，得出相关数据。 本文第一章绪论部分将为大家介绍所选课题的内容及意义，并且详细介绍HydroSTAR软件的使用说明，参数设置以及将会遇到的相关问题，还有所需要的输入的网格文件的采集，设置以及修改的相关要求。第二章将介绍进行相关试验所需要用到的各类波浪势流理论 ，第二章第一节主要描述海洋中的波浪运动情况以及基本参数和波浪理论，为论文实验提供理论依据；第二节则通过对势流理论的介绍学习加深实验的可行性效果以及科学严谨性，将波浪和势流理论分开介绍正是为了读者更好的了解波浪的运动情况以及对船体造成的影响；第三节通过对船体内部自身状况的分析，着重介绍液舱晃荡效应对船舶运动造成的影响。第三章将通过数据的输入计算得出各项结果并做出科学分析。通过对比已知数据得出最终的结论。结论部分我们将对全文做概括性总结并对为本文提供过帮助的各位专家学者表示真挚的感谢。关键词HydroSTAR ，并靠LNG船，波浪势流理论
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题介绍 1
1.2 HydroSTAR简介 2
1.2.1 HydroSTAR AMG 2
1.2.2 HydroSTAR for Experts 3
1.2.3 HydroSTAR VSHIP 3
1.2.4 HydroSTAR操作手册 4
1.2.5 简单几何网格生成 9
1.2.6 网格的可视化处理 12
1.2.7 辐射绕射计算和网格生成 13
第二章 波浪势流理论和液舱晃荡 22
2.1 波浪理论 22
2.1.1 波浪简介 22
2.1.2 水波理论 23
2.2 势流理论 27
2.2.1 基本假设 27< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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第一章 绪论 1
1.1 课题介绍 1
1.2 HydroSTAR简介 2
1.2.1 HydroSTAR AMG 2
1.2.2 HydroSTAR for Experts 3
1.2.3 HydroSTAR VSHIP 3
1.2.4 HydroSTAR操作手册 4
1.2.5 简单几何网格生成 9
1.2.6 网格的可视化处理 12
1.2.7 辐射绕射计算和网格生成 13
第二章 波浪势流理论和液舱晃荡 22
2.1 波浪理论 22
2.1.1 波浪简介 22
2.1.2 水波理论 23
2.2 势流理论 27
2.2.1 基本假设 27< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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br /> 2.2.2 控制方程 28
2.2.3 边界条件 28
2.3 液舱晃荡 30
2.3.1 晃荡效应 30
第三章 数据结果分析 35
3.1 无限水深数据分析 35
3.2 100米水深数据分析 62
3.2 小结 81
结论 82
鸣谢 83
参考文献 84
第一章 绪论
1.1 课题介绍
在经济全球化的大背景下，海洋开发和利用已经日益被世界各国提上日程。我国虽然是海洋大国，但是对于各种战略性矿产资源的开发利用主要通过国内开采运输和购买邻国的相关资源（俄罗斯的石油和天然气，伊朗的石油，土库曼斯坦的天然气），和平年代这种做法的弊端还不明显，如果进入战争状态，这种被外国垄断的战略性资源短缺会给国家的安定造成巨大的隐患。有鉴于此，自主开发运用相关的能源对于我国来说尤为重要。我国南海是世界公认的各种矿产能源的富藏海域，近年来，国家对于南海的保卫和开发力度逐年加大，虽然该海域仍然存在地区性不稳定因素，但我们对于海洋资源开发运输的研究工作却不能因噎废食。
在国内，由哈工程，上海交大，江科大等船舶一流院校展开的相关类型研究正在有条不紊的进行着。由于海洋蕴含丰富的矿产资源（1300亿吨石油，140亿立方天然气等），对于该类资源的开采和运输就成了必须解决的首要问题，由于海洋面积巨大，各地区水域的基本情况不同，给开采和运输带来了很大的问题，我们的研究需要满足不同海域，不同天气情况下的各种工作需求，这就需要我们运用科学有效的方法进行相关的实验论证，以求给实际操作中遇到的问题提供理论依据。
在此，本文使用法国VR船级社所开发的HydroSTAR软件对并靠液化天然气船在各种条件下的波浪中的运动分析，得出相关数据，计算船舶在波浪中的各种参数需求，为实际的操作作业提供可参考的科学数据。因为LNG船的特殊性能及制造要求，所以对于此类船舶的相关研究实验相较之散货船以及集装箱船等一些常规船舶的要求要更加繁琐复杂，尤其我们需要在考虑天气海域波浪因素的情况下研究本论文所需的并靠行为，对于两艘LNG船的并靠实验，更加需要考虑例如两船的相对位置，所处的波浪影响，以及两船是否具有相同排水量，船体的型线是否会产生影响，此类工作相当繁琐复杂，但鉴于此论文是本科毕业论文，为了减少此类实验实验过程的难度，也为了便于计算，本文中的实验海域选择中国南海地区，液化天然气船的基本参数选择理论船舶参数。排水量约8000吨，波浪频率1.0－4.0赫兹。由于液化天然气船制作难度高，因此对于该类船舶在海洋中的航行停靠需要在计算机上进行多次水动力测试，以求满足实际操作中的要求。尤其是两艘LNG船的并靠作业需要考虑两船的相对位置，船体的长度和吃水，排水量，作业海域的波浪情况和天气情况，以及意外发生时的人员自救工作，支持并靠作业的要求相较于单体LNG船的靠泊更加复杂。除了上述所说的考虑到外部波浪因素及环境的影响，液化LNG船内部的相关状态也会影响到该船的波浪运动状态：液舱晃荡，液化天然气的挥发作用等。现阶段，我们需要将并靠作业下的LNG船在波浪中的运动分析通过技术手段详尽的表述出来，直观地解决实际问题。
本文的思路首先制作船体的网格数据，在原船基础上通过各种方式缩小或者放大，并保持水线面基本固定在原来的位置，还要根据实际情况更改一些辅助文件的相关参数，由于本文的课题是并靠LNG船的波浪运动分析，所以一号船采取8000吨的水平，至于二号船选择150000吨排水量（这里大家不妨思考一下，两船的排水量相差大还是小对于实验数据有何影响）。在得出数据，分析结果后我们将完成毕业论文。
1.2 HydroSTAR简介
HydroSTAR软件是由BV开发的，有超过20年的研发历史，是功能强大的水动力计算软件。可以用来计算波浪与结构耦合作用，计算中考虑风载荷、流载荷，多体结构相互耦合，前进速度和内部流体运动等的影响。可以对任何类型的船舶，一艘或多艘船舶及海洋结构物（从FPSO到TLP，半潜平台，张力腿平台等）进行1阶波，2阶波载荷，速度，加速度，相对运动，波浪诱导运动等的评估。
HydroSTAR软件的开发中采用了非常好的构架，使得使用者可以高效率的进行水动力分析。并且在软件中融入了很多最先进的水动力技术和功能，可以满足用户进行高级分析及研究的需求。HydroSTAR 软件包包含以下模块：
－ HydroSTAR AMG（自动网格生成器）
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