FPSO甲板上浪的数值模拟研究任务书
2020-03-20 11:03
1. 毕业设计（论文）主要内容：
当船舶在恶劣的海况中航行时，船体与波浪之间产生的大幅度相对运动将导致大量水体涌上甲板，形成甲板上浪（green water on deck），此时快速流动的水体会对甲板上的设备、货物和上层建筑等产生巨大的冲击从而造成破坏。更为严重的是对于高速航行状态下的船舶，甲板上浪甚至可能导致船舶的倾覆。普通的船舶可以通过改变航向或减小航速等方法减小或避免甲板上浪所产生的危害。而对于长期定位或系泊于某些海域中进行作业的浮式生产储运系统(FPSO - Floating Production Storage Offloading System)不能采用与普通船舶类似的措施减小或避免甲板上浪所产生的危害。FPSO的甲板上浪属于强非线性的波浪和结构物相互作用的问题。早期的研究方法以模型试验为主，近年来对与相关问题的数值理论方法的研究取得了一些进展。本课题中将采用计算流体力学软件分析FPSO的甲板上浪现象，主要研究水体在甲板上流动以及对上层建筑物的冲击。本课题将对船型优化设计，特别是船艏的线型、强度设计等提供基础。
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
- 通过文献调查，了解目前对FPSO甲板上浪现象相关研究的进展
- 建立数值波浪水槽，熟悉波浪的数值生成技术和消波技术
- 对溃坝问题进行验证分析，分析计算网格的敏感性并与已有的物理模型试验比较
- 对固定平台的甲板上浪问题进行验证分析，分析计算网格的敏感性并与已有的物理模型试验比较
- 分析不同工况时（考虑不同波浪周期、波高等的变化）甲板上浪现象
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
| 编号 | 任务内容 | 时间节点 |
| 1 | 文献调查 | 第1-2周 |
| 2 | 数值波浪水槽的建立和验证 | 第3-4周 |
| 3 | 溃坝问题的验证分析 | 第5-7周 |
| 4 | 固定平台的甲板上浪问题的验证分析 | 第8-10周 |
| 5 | 分析不同工况时（考虑不同波浪周期、波高等的变化）甲板上浪现象 | 第11-13周 |
| 6 | 完成毕业论文 | 第14-15周 |
4. 主要参考文献
[1] jacobsen, n.g.,fuhrman, d.r., fredsoslash;e j. (2012) a wave generationtoolbox for the open-source cfd library: openfoamreg;[j].international journal for numerical methods in fluids, 70(9), 1073-1088.
[2] openfoamfoundation, (2014). openfoam - the open source cfd toolbox: user guide (version2.3.0).
[3] 林兆伟，朱仁传，缪国平 （2009）甲板上浪问题的二维数值模拟[j].船舶力学，13（1），1-8.
