试验水池升降平台对试验区流场影响研究及其结构校核

作     者：梁心雨 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨娜娜;李军

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：VOF 波流联合 CFD数值模拟 平台结构校核 

摘      要：稳定的流场还原能力是研究水池内升降平台上物体运动规律所需要保证的基础条件,为了研究试验水池内升降平台的存在对于流场本身的影响,本文首先对于升降平台的结构进行了设计,确定了各主要部件的几何构型,并进行了结构校核;采用计算流体力学方法,在STAR-CCM+中根据实际工况中所处的物理环境研究升降平台对于流场试验区的影响。本文的主要研究内容包括以下几点:(1)根据计算流体力学方法建立升降平台及试验水池流场的三维物理模型,采用参数细化比率进行网格收敛性分析,确定既能满足计算准确度要求,又能保证计算效率的网格尺寸和时间步长参数设置,为研究升降平台对于试验区流场影响奠定基础;(2)在STAR-CCM+中使用κ-ε湍流模型模拟流场、采用VOF方法对自由表面进行追踪,通过边界造波的方式分别对于一阶线性波、五阶Stokes波、均匀流、剪切流和浪、流联合作用下的工况进行模拟,分别研究升降平台对于中心试验区流场的影响效果,对平台结构支架流场外形提出合理化调整建议。(3)按照升降平台结构各构件的几何构型和详细尺寸,分别在ABAQUS和ANSYS中建立升降平台中的主承力梁、支撑杆和底部平台等结构模型,根据相关规范和标准对以上位置进行了结构性能的校核;并对含有附连水质量的升降平台结构的振动特性进行了相关计算,讨论了不同边界条件对于结构响应的影响。