海底閥箱流-固耦合特性研究.pdf

1、船舶海底閥箱(又名海底門或海水閥箱)是艦船供水系統(tǒng)的主要結構之一。海底閥箱的可靠性直接關系到船舶的正常營運和船上人員的生活及安全。目前隨著海軍裝備的日新月異,艦船各部分結構和系統(tǒng)的安全性及可靠性要求也在不斷提高,以保障艦船的正常工作。但是船舶相關規(guī)范中關于海底閥箱方面的內容幾乎是空白,因此,深入研究流體激勵作用下海底閥箱的結構動響應問題具有重要的工程應用價值和學術研究意義。
　　 本文通過流固耦合數(shù)值模擬方法研究了海底閥箱的結構

2、運動特性,并結合哈爾濱工程大學的實驗數(shù)據對比分析,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。并且進一步對閥箱疲勞壽命進行了初步分析探討,結合相關物理試驗,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。
　　 第一,研究采用流固耦合數(shù)值模擬對海底閥箱進行結構動響應分析的方法。討論并選擇合適的湍流模型及較優(yōu)的計算網格,對物理實驗模型進行了流固耦合數(shù)值模擬,結果與物理實驗數(shù)據吻合較好,驗證了數(shù)值模擬方法的正確性。在此基礎上,對四種常見結構形式的海底閥箱模型進行了流固耦合數(shù)值

3、模擬。
　　 第二,對海底閥箱的振動特性進行了分析。分析包括結構固有特性(結構干、濕模態(tài))和水流激勵作用下的強迫振動特性。
　　 第三,通過FSI計算,對結構強度進行了校核。同時,為易于擬合強度計算公式,以不同跨度海底閥箱為研究對象,確定一種較優(yōu)的簡化加載方案,并依據簡化加載結果擬合強度計算公式。
　　 第四,以某型船海底閥箱為例,分析其在工作狀態(tài)下的動響應規(guī)律。海底閥箱在工作時,與外界存在質量交換現(xiàn)象,為此有必