1、毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 渔船水上运动特性研究 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： (一 )国内外研究动态 渔船在海上的安全与舒适性越来越被重视。研究了小型远洋渔船外龙骨的结构形式，结合特定航行区域的波浪散布图，采用三维势流理论对有外龙骨的渔船进行船体运动响应计算，并与无外龙骨时的船体运动响应进行比较，为外龙骨的设计与应用提供合理的依据 . 结合特定航行区域波浪散布图，采用三维势流理论在频域内对渔船 进行随机波浪 载荷长期预报，并与相应规范计算值进行比较，为合理选取波浪诱导载荷提供依据 1。 李刚强等认为： 小型远洋渔船的稳性安全，是渔船设计中首先必须考虑的一个重要问
2、题。设计人员通常在渔船鱼舱底部设置固体或液体压载来降低渔船空船的重心高度，以达到渔船稳性安全的目的。一艘长约 50米、两层上层建筑的小型远洋渔船，若要达到稳性安全，需在鱼舱底部必须压载比重为 1.90t/m的混凝土重达 45吨以上，若压载淡水则重量需要更多，这不仅浪费了渔船的舱容，而且压载效果也不一定最佳。、通过在小型远洋渔船上设置箱形外龙骨，并在其内设置生铁块作为压载，这样既可有效地降低渔船的空船重心高度，保证渔船稳性的安全 ，又可减少渔船在大风浪中的横摇摆幅，改善渔民的生产作业条件，还能省出本该由压载物占用的舱容，以装载更多的燃油或淡水，有效的提高渔船的经济性能 1。 计算模型 应用三维势
3、流理论和面源法，以挪威船级社（ DNV）的 SESAM前处理程序 PA TRAN-PRE建立湿表面模型；使用 Genie程序建立不同工况下的质量模型。坐标系为笛卡尔坐标系， x正方向指向船艏， y正方向指向左舷， z正方向向上 2。 在渔船上外龙骨的横剖面形式主要选用矩形或方形的铸造件或钢板焊接件（内设生铁块）板焊接件（内浇混凝土）三种。纵剖面形式主要 选用等高式，有些拖网渔船因需要设置较大直径的螺旋桨，往往把外龙骨的纵剖面做成梯形或楔形状，即在船艉处的外龙骨高度大于船艏处，以增加渔船艉部的吃水深度，达到增加螺旋桨直径的目的。外龙骨的参数主要分为长度 L，宽度 B 和高度 H，在渔船上外龙骨的
4、长度 L 设计应 尽可能地贯通全船，高度 H 一般取为 0.1 D（ D 为渔船型深），宽度 B 一般取 0.9 H。 渔船外龙骨的结构及压载物布置 渔船外龙骨的形式以选用铸造式横剖面方、矩形或焊接式横剖面方、矩形为好。铸造式外龙骨在一艘长约 50 m 的渔船上，至少会有一个端接头，端接头设计结构形式 必须合理，焊接工艺必须规范。焊接式外 龙骨在每道肋位处其内必须设有横向加强板，且与外龙骨左、右、底板须三面连续焊。外龙骨内若设置生铁块，生铁块的形状必须规则，排列缝隙宜小；若设置铁砂，选用的铁砂粒直径宜小为好，以增加铁砂比重；若设置混凝土，为方便维修，混凝土中的水泥比例不宜过大。在设置上述压载物
5、时，压载物的上表面与船底 K 行板间须留有 35 mm的空隙，以保证船底 K 行板与外龙骨侧板间的焊接质量 1。 郭观明等指出： 渔船有、无外龙骨各装载工况稳性参数是不同的。当渔船部分装载渔获物抵达基地港 时，设有外龙骨并在其 内设置生铁 块的渔船横摇传递函数与无外龙骨时渔船横摇传递函数之间的数据比较 ，可见 预见 有外龙骨并在 其内设置生铁块能明显地提高渔船的稳性。这些都是相当有意义的结论 1。 (二 )选题的依据和意义 随着国民经济的高速发展，海上设施和大型远洋渔船等的快速发展，使得对渔船的性能的研究也被重新得到重视，虽然现代社会对渔船的需求量在不断地减少，但是渔船的建造水准和难度都在不停
6、的进步，渔船性能的研究因此必须得到重视。本设计主要进行的是渔船的水上性能的研究，首先是建立渔船的整体三维有限元的模型及其在水中航行时的有限元分析计算。 外龙骨是渔船底部的主要结构之一，其设计好坏决定着整条船工作性能与安全性能。 有限元法是一种在工程分析中常用的解决复杂问题的近似数值分析方法。在船舶设计领域，越来越广泛地应用于船体结构的强度计算及校核。经过近 50 年的发展，有限元法的理论日趋完善，已经开发出了一批通用和专用的有限元软件，如 DNV/Sesam、 MSC/ Nastran、 ANSYS、 ABAQUS、 MSC/MARC、 ADINA、 ALGOR 等，它们都提供了友好的用户界面
7、、强大的计算分析功能和前后处理功能，并与多种图形软件提供了接口，如 UG I-DEAS、 CATIA、 Pro/E 等。 Seasam 是挪威船级社的船舶与海洋工程结构计算与分析的有限元软件，主要应用于船舶和海洋结构物的设计与性能计算校核之中，现在也开始应用于航空航天、汽车、船舶、水利、医学、建筑和生物等现代科学的各个领域。也可以用它进行多种行业多种类型的有限元分析。结合 Seasam 软件可以高效准确地建立分析结构的三维实体模型，自动或手动生成有限元网格，建立相应的约束及载荷工况，并自动进行有限元求解，对模态分析计算结果进行图形显示和结果输出，对结构的动态特性做出评价。它包括静力分析、屈曲分
8、析、动力 学分析、灵敏度分析、热传导分析和流 固耦合分析等众多功能模块。有限元法的具体做法是，先将物体假想地分割（离散化）成许多小单元。对于每个单元，用节点未知量通过插值函数近似地表征单元内部的各种物理量，并使他们在单元内部以积分未知量的形式满足问题的控制方程，从而将每个单元对整体的影响和贡献，转化到各自的节点上。然后将这些单元总装成一个整体，并使他们满足整个解域的边界条件和连续条件，得到一组有关节点未知量的联立方程，解出后，再用插值函数和有关公式，求得物体内部各点所要求的各种物理量。 基于上述因素，本课题将利用用 DNV/Sesam 有限元通用软件，建立渔船有限元模型，并对其进行计算和分析，
9、以优化外龙骨的形状，以便得出更好的设计结果，提高整条船工作性能与安全性能。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： （一）研究的基本内容 渔船的有限元分析 （二）拟解决的主要问题 1、建立渔船有限元模型； 2、确定计算的典型和危险工况和外龙骨的样式与填充物； 3、得出各工况下的计算结果并进行分析。 三、研究步骤、方法及措施： 1、查阅资料与资料整理； 2、熟悉结构图纸； 3、利用 DNV Genie 建立有限元模型； 4、利用 DNV Hydrod 进行有限元分析； 5、论文撰写。 四 .参考文献 1郭观明 李刚强 小型远洋渔船外龙骨的研究 浙江海洋学院学报 (自然科学版 ) 2010 年 3
10、 月 2李刚强 谢永和 肥大型集装箱船波浪诱导载荷研究 浙江海洋学院学报 (自然科学版 ) 2009 年 3汪雪良 顾学康 船舶波浪载荷预报方法和模型试验研究综述 舰船科学技术 2008 年12 月 4黄永生 李刚强 全航速三维线性波浪载荷时域内数值计算研究 船舶工程 2009 年 5月 5顾永 宁 滕晓青 戴立广 大开口型船舶波浪诱导载荷研究 船舶工程 1998 年第 4 期 6顾敏童主编 船舶设计原理 上海交通大学出版社 2001 7白建伟 李润培 顾永宁 胡志强 集装箱船整船有限元结构分析 船舶工程 2000 年第 5期 8张海彬 FPSO 储油轮与半潜式平台波浪载荷三维计算方法研究 哈尔滨工程大学博士学位论文 2004. 9赵素丽 远洋渔业应立足于渔轮国造 水产科学 2000 年 7 月 10王淼 海洋渔业资源开发利益相关者的行为博弈 中国渔业经济 2007 年第 3 期 11谢永和 水深对超大型 FPSO 波浪载荷响应影响试验研究 海洋工程 2005 年 8 月 五、研究工作进度： 1、外文资料翻译及文献综述撰写 (含开题报告 ) 12.13.31 2、设计方案的设计 4.14. 7 3、有限元模型的建立 4.85.7 4、结构分析与优化 5.85.22 5、撰写毕业论文和毕业答辩准备 5.235.29 6、毕业答辩、教师评阅 5.306.02
