畸形波作用下考虑水弹性上浪砰击效应的船舶运动响应研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51609101
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With giant wave heights and strongly destructive effects, freak waves have caused ship overturning and structure fracture many times. Due to the fact that the formation of freak waves is complicated and strongly nonlinear and that severe green water and impact effects usually occur, the mechanism of freak-wave-ship interaction is much different from that of the common wave-ship interaction. The study of freak-wave-ship interaction is by now not highly-developed yet, and existing research work usually lacks full consideration of the hydroelastic green water and impact phenomenon. Therefore, a fast ship-motion evaluating method, which takes into account the nonlinear effects of freak waves as well as the green water and impact phenomenon, is required. This project considers the high-energy features and green water effects of freak waves, and develops 3-D freak-wave simulation methods as well as the FSI method which processes complex transient hydroelastic impact issues. The project studies the influence of various factors during the green water and impact events, and proposes a theoretical model of the freak-wave-induced deck overtopping. Considering the wave nonlinearity and green water effects, the conventional ship motion equation is modified, and a fast prediction method of ship motion under freak waves is finally established. The proposed method can be used during ship design and safety assessment.
畸形波是一种具有大波高的强破坏性波浪,其多次造成船舶的结构破坏与倾覆。畸形波形成机理复杂,具有强非线性,常常导致剧烈甲板上浪砰击,因而其对船舶作用的机理规律与常规波浪存在较大差异。目前畸形波对船舶作用的相关研究尚不成熟,现有研究往往对复杂的水弹性上浪砰击现象考虑不足,目前工业界急需一种可以考虑畸形波强非线性及上浪砰击效应的船舶运动响应快速评估办法。本课题针对畸形波的高能量特性以及复杂水弹性上浪砰击过程,研究建立畸形波三维数值模拟方法和瞬态复杂自由液面流固耦合算法。研究畸形波水弹性上浪砰击过程中多种因素的影响,建立畸形波水弹性上浪砰击理论预报模型。考虑畸形波强非线性及上浪砰击效应,对经典的船舶运动学方程进行合理修正并求解。最终形成一套较快速有效的船舶在畸形波作用下运动响应计算分析办法,为船舶设计及安全性评估提供参考。

结项摘要

畸形波是一种具有大波高的强破坏性波浪,其多次造成船舶的结构破坏与倾覆。畸形波形成机理复杂,具有强非线性,常常导致剧烈甲板上浪砰击,因而其对船舶作用的机理规律与常规波浪存在较大差异。目前畸形波对船舶作用的相关研究尚不成熟,现有研究往往对复杂的水弹性上浪砰击现象考虑不足,目前工业界急需一种可以考虑畸形波强非线性及上浪砰击效应的船舶运动响应快速评估办法。本项目针对畸形波的高能量特性以及复杂水弹性上浪砰击过程,建立了畸形波三维数值造波方法和可以有效吸收畸形波高能量/质量的守恒消波法,提出了一套具有良好收敛性和稳定性的适合模拟瞬态上浪砰击效应的整体隐式流固耦合算法。在数值水槽中模拟了畸形波及其甲板上浪砰击现象,明确了畸形波水弹性上浪砰击过程中多种因素的影响,建立了畸形波水弹性上浪砰击理论预报模型。考虑畸形波强非线性及上浪砰击效应,对经典的船舶运动响应间接时域法进行修正,提出了一套较快速有效的船舶在畸形波作用下运动响应时域计算分析方法。计算结果表明该运动响应计算方法能够达到一定的预报精度,可以在船舶设计阶段快速计算畸形波作用下的船体运动响应,评估畸形波甲板上浪过程,为结构设计和船体安全性评估提供参考。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
海上养殖平台系泊系统耦合动力响应与疲劳计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    船舶工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林国珍;扈喆;张晓莹;李妍;李晓文
  • 通讯作者:
    李晓文
Peregrine呼吸子解畸形波在水底障碍物作用下演化数值研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水动力学研究与进展(A辑)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗春莲;扈喆;陈武
  • 通讯作者:
    陈武
Application Research of an Efficient and Stable Boundary Processing Method for the SPH Method
SPH法高效稳定边界处理方法的应用研究
  • DOI:
    10.3390/w11051110
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    WATER
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xing Huang;Wu Chen;Zhe Hu;Xing Zheng;Shanqin Jin;Xiaoying Zhang
  • 通讯作者:
    Xiaoying Zhang
On Numerical Stability of SPH Method in Solving 3D Elastic Solid Problems
论SPH方法求解3D弹性固体问题的数值稳定性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Naval Engineers Journal
  • 影响因子:
    0.2
  • 作者:
    Zhang Xiaoying;Hu Zhe;Cui Weicheng;Wang Fang
  • 通讯作者:
    Wang Fang
A simple method of depressing numerical dissipation effects during wave simulation within the Euler model
欧拉模型中波浪模拟过程中抑制数值耗散效应的简单方法
  • DOI:
    10.1007/s13131-019-1524-1
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Acta Oceanologica Sinica
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Hu Zhe;Zhang Xiaoying;Cui Weicheng;Wang Fang;Li Xiaowen;Li Yan
  • 通讯作者:
    Li Yan

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复合材料-金属混合船舶极限强度研究综述
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  • DOI:
    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    扈喆
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    水动力学研究与进展A辑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    扈喆;唐文勇;薛鸿祥
  • 通讯作者:
    薛鸿祥

其他文献

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高阶畸形波与多体浮式结构物相互作用机理及快速预报方法研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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