3。2 波浪理论基本原理 21

3。2。1 波浪理论的基本方程 21

3。2。2 波浪理论的边界条件 22

3。2。3 无限水深行波中质点的运动 22

3。2。4 有限水深行波中质点的运动 23

3。3 液舱晃荡的基本研究方法 24

3。3。1 基于流体运动的研究方法 25

3。3。2 基于离散途径的研究方法 26

3。3。3 基于跟踪自由面的研究方法 29

第四章 数值结果及分析 31

4。1 缩放母型船 31

4。2 无限水深下运动分析 33

4。2。1 无限水深情况下数据处理 33

4。2。2 运动计算 36

4。2。3 RAO构建与校核 39

4。2。4 无限水深下实验结果 40

4。3 1212米水深下运动分析 50

4。3。1 1212米水深下数据处理 50

4。3。2 1212米水深下实验结果 50

4。3。3 本章小结 60

4。4 20米水深下运动分析 60

4。4。1 20米水深下数据处理 60

4。4。2 20米水深下实验结果 60

4。5 水深对3000吨LNG船水动力性能的影响 69

结论 71

致谢 73

参考文献 74

第一章 绪论

1。1 研究背景与意义

随着我国经济的发展，国内对液化天然气的需求愈来愈大，液化天然气已经成为了一种必不可少的重要资源。根据相关资料表明，我国在未来20年内的天然气消费或将达到2275。4亿立方米到2965。4亿立方米之间，这与我国目前每年1200亿立方米的产量之间存在巨大缺口，因此需要大量从国外进口液化天然气。

国内外目前已有很多对浮体之间或固壁对浮体的水动力干扰研究，但专门针对浮体运动特性的研究却较少。对浮体的水动力研究难以对船舶安全提供参考，而进行船体的运动特性研究能利于提供船舶安全预报。分析船舶运动特性需要借助对船舶的水动力的分析来进行。一些因素会影响水动力干扰作用,例如物体自身水动力性能参数，物体间相对位置以及环境条件等,在研究过程中要将各因素分开,逐项检查各因素的变化于干扰作用的影响规律,最终得到令人满意的设计和操作方案，并分别在相应情况下求解水动力响应。选择切合实际的影响因素,例如相对位置不能过远，波浪频率范围不能太大[1]。目前对浮体的水动力干扰的研究主要采取模型试验的方式。然而做实验所耗成本较大。本文基于HydroSTAR计算机软件的应用，能精确的计算出船体受干扰后的水动力性能，再通过对水动力性能的分析，从而分析船体的运动特性。目前，国外对这方面的研究已有了先例，影响最大的属法国BV船级社。法国BV船级社开发的计算机软件HydroSTAR，内部包含Hsmsh、Starspec等模块，在此我们选择使用HydroSTAR软件进行实验模拟。BV船级社在2004年的Updated VShip Visualizer User’s Guide(最新船舶可视化工具用户手册)及在2013年发布的HYDROSTAR FOR EXPERTS USER MANUA(HydroSTAR专业用户手册)给我们详细的介绍了HydroSTAR软件的应用。运用HydroSTAR软件完成我们的课题研究。这样既节省了做模型试验的成本，又能精确的计算出船体的运动状态，并提供船舶靠泊时安全作业的基本控制参数，从而给出相应的预报。