本文旨在探討船體於波浪中高速航行時之垂向結構負荷。由於高速船艦的應用範圍
日漸廣泛，噸位亦有大型化之趨勢、船體結構與流髁間之交互作用已不容忽視，本
文乃從流體與彈性結構體交互作用之觀點著手，考慮非線性衝擊力及波浪中航行時
的變動昇力，建立一適用於高速船艦波浪負荷之理論計算寺，據以探討高速船艦之
整體結構負荷及局部衝擊壓力，並以船模試驗驗核該計算方法在實用上之有效性。
其研究內容如下：
⑴本文以截片法（ strip method ）處理流體力，而以動量理論考慮非線性之波擊
力及波浪中航行時的變動昇力；船體結構則分別以剛體與彈性結構兩類處理方式，
依 Newmark- β時間積分法求解運動方程式，並擴充至不規則波中之運動模擬計血
，而對高速船艦於不規則波中之垂向運動與波浪負荷反應特性予以說明。
⑵在整體負荷方面，將船體分別以剛體、Euler 梁及 Timoshenko 梁三種結構加以
模擬，應用模態疊加法及有限元素法定式化，進行各種規則波狀態下之理論解析，
據以探討船體結構特性與波浪負荷間之相互影響，並經由與使用不同縮尺比例木製
模型進行之運動試驗及使用不同剛性的彈性背骨船模進行之波浪縱彎矩試驗結果相
驗證而說明本文所建立的理論計算法之適用性。
⑶局部負荷部分則利用二維速度勢建立計算船底水壓變化之數值模式，並依船體各
部與波浪間之相互運動配合元良氏及 Stavovy ＆ Chuang 之推定方式嵩算船底衝
擊壓極值；由規則及不規則迎板中之艇底壓力試驗及計算結果對高速船艦衝擊壓之
特徵與作用機制加以探討說明。
⑷利用上述理論計算方式及船模試驗結果，對現有高速船艦設計基準中對整體負荷
與局部負荷等波浪外力之估算式加以檢討，以期供隨運航條件合理決定快艇結構設
計負荷之參考。
#9200562
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