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船舶搁浅试验与数值仿真研究开题报告

 2020-03-27 11:27:53  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1目的:

近年来,伴随着世界经济的快速增长,航运业在全球范围内得到了迅速发展,造船技术得到了很大的提高,同时,全球水上交通变得日益繁忙,船舶运输风险变得越来越大,特别是对于大型油船、液化天然气船(lng船)和化学品船来说,其吨位正朝着大型化发展,船舶航速也变得越来越快,全球每年发生的船舶事故的数目逐步增加,其中船舶搁浅事故是占比例较高,造成严重后果的事故类型之一。英国劳氏船级社1995-1998年期间失事船舶统计资料显示,船舶搁浅和碰撞事故约占船舶失事总吨位的1/3。航运史上由船舶搁浅事故造成的严重海难事故有许多,2003年,一艘希腊籍油轮“塔斯曼精灵”号(tasman spirit)在巴基斯坦水域发生搁浅事故,导致该船装载的6万多吨原油至少五分之一泄漏入海,该事故造成了极其恶劣的影响,危害巨大,是巴基斯坦最为严重的一次海洋污染事故;2012年,意大利游轮“科斯塔·康科迪亚”号(costa concordia)行驶至意大利吉利奥岛附近时左侧船体发生触礁,船体被撕开一道70米至100米长的破口,最终造成游轮右侧船身完全被淹没,32人遇难。如上所述,船舶搁浅事故会引起油料泄漏,破坏船体结构,还可能造成重大人员伤亡,同时船舶搁浅事故造成的大量溢油不仅需要进行大力清理,还会造成长期的环境破坏。

灾难性的搁浅事故引起了研究设计人员的广泛关注与讨论。由于大多数(约85%)的事故原因是人为的失误,所以应加强航海人员的整体素质与完善航海系统,但是,仅仅是采取这些措施是不够的。基于对于船舶搁浅安全的考虑,从船体结构的角度出发,可以对船舶搁浅损伤机理进行研究,并开展一系列的搁浅数值模拟研究,以寻求更加合理的设计方法以提高船舶结构自身的耐撞性能及船舶航行过程中的抗搁浅能力,从而尽可能降低搁浅事件发生的概率和减轻搁浅事故的后果。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容:

本次毕业设计首先对船舶搁浅的概念、分类、研究背景、研究现状以及现有的研究方法进行了总结,并对船舶搁浅的基本理论、相关的数值仿真技术以及建模方法做简单介绍。

接下来主要通过试验方法和有限元方法相结合,对船舶搁浅损伤机理进行研究,获得船舶搁浅过程中的水平搁浅力,破坏损伤范围,船底板破坏失效模式和船舶整体运动状态,从而提出准确预估船舶搁浅损伤的建议和方法。试验部分主要对单板船底结构进行搁浅破坏,通过改变礁石垂向搁浅深度探究其对船底搁浅破坏的影响,有限元方法主要用来获取船模试验过程中难以直接测量的物理量,如能量耗散分配关系,并在仿真计算中分析选择参数(如摩擦系数、失效应变等)的影响。

此外,在上述仿真方法研究的基础上,对船模加筋板船底结构进行搁浅数值模拟,比较单板和加筋板船底结构的搁浅破坏结果,讨论不同形式船底结构的耐撞性。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:分析毕业设计(论文)任务书,了解设计要求,查阅相关文献资料,明确研究目的,完成开题报告;

第3周:阅读收集整理的文献,完成外文文章的翻译,不断修改开题报告;

第4-5周:阅读有关文献,对船舶搁浅试验的试验方法和测量物理量进行总结归纳,掌握船舶搁浅过程中的水平搁浅力和船舶运动响应的测量手段和方法,设计试验装置 ,制定试验方案;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]
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