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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳冠吾
研究生(外文):Chen Kuan-Wu
論文名稱:雙體船的整體結構分析
論文名稱(外文):Global Structural Analysis of A Catamaran
指導教授:洪振發洪振發引用關係
指導教授(外文):Hung C.F.
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:造船及海洋工程學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
中文關鍵詞:穿浪型雙體船
外文關鍵詞:wave piercing catamaran
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摘要
船舶航行於海上,除船體本身重力負荷與浮力負荷外,同時遭受受到隨機波浪經常性的衝擊。本文針對波浪負荷的計算方法分為兩部分:一為依據DNV 1996設計規範,以設計簡式計算出雙體船受到不同狀況的波浪拍擊時所承受的波浪負荷;一為運用HSC3D流力計算程式,以三維格林分佈小板法直接計算出雙體船受到規則波浪拍擊時所承受的波浪負荷。本文針對鋁合金穿浪型雙體船特殊的船型,探討雙體船於波浪衝擊下之結構強度分析。應用ANSYS有限元素分析系統加以進行結構分析,檢討船體結構之變形、應力分佈及應力集中的情況。
本研究建立由船體波浪中運動分析,推算船體運動狀況與浸水面的浮力改變與流體動壓力,將此結果轉成船體結構有限元素分析模型之節點力,與整體模型加速度,以進行整體結構分析,完成一套船舶流力分析、結構分析、結構最佳化的整合系統。船舶運動分析以HSC3D程式為核心,結構分析及設計最佳化暫以ANSYS為主,系統整合則在VISUAL BASIC環境下,建立流力分析輸入與結果轉成ANSYS有限元素結構分析與最佳化所需的波浪力,靜水壓力與結構設計變數等資料。
Abstract
The loading acting on a vessel moving on the sea is not only weight and buoyancy of vessel, but also the impact loading due to encounter waves. In this paper, two kinds of wave loading on ship are examined, the first one is the approximate approach proposed by DNV(1996), another one is the hydrodynamic loading calculated by HSC3D, which is a 3-D boundary element code based on three-dimensional translating pulsating source distribution technique.
The hydrodynamic loading for ship motion by BEM method and the structural analysis by FEM method has been integrated in the Microsoft Windows-9X/NT environment, the hydrodynamic loading are calculated by BEM-Code HSC3D, and the structural analysis calculated by ANSYS code, and an interface program to transfer wave pressure to nodal force is coded with Visual Basic.
In this paper, a series of globe structural analysis by FEM were carried out for a wave piercing catamaran. The results of loading and stress from DNV design guide and direct calculation by HSC3D and ANSYS are compared. The loading and the stress calculated due to split force by DNV design guide are much higher than direct calculation, the other components for both approaches are in the same level.
目錄
第一章、緒論………………………………………………… 1
1.1研究動機及目的………………………………………… 1
1.2文獻回顧………………………………………………… 2
1.3本文內容………………………………………………… 4
第二章、波浪負荷計算……………………………………… 6
2.1舯拱與舯垂情況波浪負荷……………………………… 6
2.2水平橫向負荷…………………………………………… 8
2.3扭轉負荷………………………………………………… 9
2.4波浪負荷………………………………………………… 10
2.4.1規則波浪動壓力………………………………… 10
2.4.2有限元素模型的規則波負荷…………………… 11
2.4.2.1有限元素結構模型節點與流體分析板格之關係… 12
2.4.2.2波浪動態負荷的計算………………………… 13
2.4.2.3將點壓力轉換為點作用力……………………… 15
2.4.3有限元素模型對法規波浪力之處理…………… 18
第三章、雙體船全船有限元素分析模型的建立…………… 25
3.1雙體船基本資料………………………………………… 25
3.1.1 DNV設計規範計算波浪負荷…………………… 26
3.1.2 HSC3D流力計算程式計算波浪負荷…………… 26
3.1.3 DNV設計規範及HSC3D流力計算程式計算波浪負荷之比較……………………………………… 27
3.2有限元素節點的建立…………………………………… 27
3.3有限元素分析模型板元素及樑元素的建立…………… 29
3.3.1板元素的建立…………………………………… 29
3.3.2樑元素的建立…………………………………… 29
3.3.3材料係數及材料尺寸的設定…………………… 30
3.3.4元素群組………………………………………… 31
3.3.5非結構重量之分佈……………………………… 32
第四章、雙體船結構有限元素分析………………………… 46
4.1邊界條件………………………………………………… 46
4.2靜水分析………………………………………………… 47
4.2.1負荷情形………………………………………… 47
4.2.2分析結果………………………………………… 48
4.3舯拱、舯垂分析………………………………………… 49
4.3.1負荷情形………………………………………… 49
4.3.2分析結果………………………………………… 49
4.4水平橫向分析…………………………………………… 50
4.4.1負荷情形………………………………………… 50
4.4.2分析結果………………………………………… 51
4.5扭轉分析………………………………………………… 52
4.5.1負荷情形………………………………………… 52
4.5.2分析結果………………………………………… 52
4.6波浪分析………………………………………………… 53
4.6.1負荷情形………………………………………… 53
4.6.2分析結果………………………………………… 54
第五章、結論與建議………………………………………… 88
參考文獻 …………………………………………………… 91
附錄A、船舶流力分析、結構分析與最佳化的整合程式系統 ………………………………………………… 93
參考文獻
[1] T. E. Svensen, and S. Valsgard, 1993, “Design Philosophy and Design Procedures for Large High Speed Craft”, Fast’93.
[2] John F. Garside, Gary E. Horn, and Jer-Fang Wu, 1993, ”Structural Analysis of SEC’s SES”, Fast’93, pp.1543-1554.
[3] Tadeusz JASTRZEBSKI, and Zbigniew SEKULSKI, 1993, “Some Notes on “SES” Hull Structural Design According to Classification Rules“, Fast’93, pp.1511-1521.
[4] Andreas Kraus, and Andreas Naujeck, 1993, “”SUS-A” The State of the Art of the German Research Program for Fast Catamarans”, Fast’93, pp.213-222.
[5] Svein Erling Heggelund,Torgeir Moan, and Stig Oma, 1999, ”Global Structural Analysis of Catamarans”,Fast’99
[6] American Bureau of Shipping, 1993, “Analysis Procedure Manual for Dynamic Loading Approach (DLA) for Bulk Carrier”.
[7] 吳兆誠, 鄭振興, 吳華桐, 1993, “超大型油輪結構之直接動態外力分析法”, 第六屆中國造船暨輪機工程研討會, pp. 144-155.
[8] 方銘川, 徐維君, 1997, “小水面雙體船在航行中之船殼液體動壓力分佈”, 行政院國家科學委員會專案研究報告.
[9] 聯合船舶設計中心, 1992, “圓必型快艇耐海性能之研究”, 經濟部科技發展專案.
[10] B. V. Korvin-Kroukovsky, 1955, “Investigation of Ship Motion in Regular Waves”, Transaction of SNAME, Vol. 63, pp. 386-435.
[11] H.S. Chen, 1992 , “Dynamic Structural Responses of a Mono-Hull Vessel to Regular Waves”, Int. Shipbuild. Progr., 39, no. 419(1992), pp. 287-315.
[12] 方志中, 1997, “船艇在波浪中的運動與受力分析技術”, 聯合船舶設計中心, 經濟部科技發展專案.
[13] 方銘川, 1997, “波浪中船舶所受激盪力之三維解”, 第十屆中國造船暨輪機工程研討會, pp. 196-199.
[14] Chih-Chung Fang, and Hoi-Sang Chen, 1999, “Hydrodynamic Wave Loads of a Wave Piercing Catamaran in Oblique Waves”, Proceedings of Thirteenth Asian Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures, pp. 397-406.
[15] 陳天利, 1999, “高速艇船舶結構高應力區之疲勞壽命分析”, 國立台灣海洋大學造船工程研究所碩士論文.
[16] 聯合船舶設計中心, 1998, “鋁合金雙體船基本設計分析技術”, 經濟部科技發展專案.
[17] DNV, July 1996, “Rules for Classification of High Speed and Light Craft ”.
[18] DNV, August 1996, “Strength Analysis of Hull Structures in High Speed and Light Craft.”, Classification Notes No. 30.8.
[19] Autodesk inc. 1999, “Autocad Release 2000 user’s Manual”.
[20] ANSYS inc. 1996, “ANSYS Release 5.3 user’s Manual”.
[21] Proteus Engineering, 1994, “Fastship Version 4.”.
[22] Kockums Computer Systems AB, 2000, “TRIBON M1 Shipbuilding System.”
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