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基于ABAQUS针对小水线面双体船的振动特性分析

郑律邱中辉吕帅

（哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001）

摘要：以某小水线面双体船为研究对象，基于ABAQUS软件分别用附连水质量法和流固耦合方法分析了该小水

线面双体船的振动特性，并做了在主机激励作用下高阶振动分析。通过对附连水质量法和流固耦合方法的对比，

可以看出船体在低阶振动情况下，两种方法所得分析结果相差不大，但受刚度的影响，附连水质量法所得振动频

率要略高于流固耦合法；同时按ISO6954评价标准对该船体主机激励作用下高阶振动进行了评估，为一般双体船

的主机类型和螺旋桨参数的选择提供了参考。

关键词：小水线面双体船；附连水质量；流固耦合；主机激励

中图分类号：U661.44文献标识码：A

VibrationCharacteristicAnalysisofSWATHCatamaransbasedonABAQUS

ZHENGLvQIUZhonghuiLVShuai

Abstract：TakingaSWATHcatamaranforstudy,vibrationcharacteristicofSWATHcatamaransisanalyzedbymethodofadditional

watermassandmethodofsolid-liquidcouplingbasedonABAQUS;Andmakingahighvibrationanalysiswhichisunderthemain

engineexcitation.Throughcontrastingmethodofadditionalwatermasswithmethodofsolid-liquidcoupling,wecanseethatInthe

caseoflowvibration,thetwomethodshavelittledifference,butbytheinfluenceofStiffness,thefrequencyiscalculatedbythe

methodofadditionalwatermassisslightlyhigherthanthefrequencyiscalculatedbythemethodofsolid-liquidcoupling;

WeappraisedhighvibrationwhichiscausedbymainengineexcitationbasedonISO6954evaluationcriteria,itprovidesareference

forchoosingamainengineandpropellertogeneralcatamaran.

Keywords：SWATHcatamaran;additionalwatermass;solid-liquidcoupling;mainengineexcitation

0引言

本文基于以上理论基础，分别利用附连水质量

方法和流固耦合理论对某小水线面双体船进行了

1双体船作为高速船船型的一个重要分支，近几

整体振动分析，并对两种方法进行了对比。得到了

低阶频率下小水线面双体船的振动特性。年来得到了很大的发展。双体船船体结构较为复

杂，重量及吃水比相当排水量的常规单体船大，载

重量的微小变化都会使吃水产生较为明显的变化。

1相关理论

因此，与常规船型相比，其振动特性有较大的不同。

因而展开对双体船的振动特性研究有现实的工程

背景和实际意义。

王慧彩、赵德有采用考虑剪切滞后影响的一维

有限元梁模型计算船体总振动固有频率和振型。对

移轴法和附加弹簧法中移轴量和附加刚性系数给

出了适用的范围，并用一条实船作为算例，与其它

算法进行了比较分析[1]。文献[2]考虑了上层建筑或

者尾部振动的耦合作用，能够得到更可靠的船体的

振动特性结果；文献[3-5]

考虑了水下结构的振动和辐

射噪声问题，仅仅注意了局部隔振、减振．忽视了

总体声学性能匹配的问题。

1.1小水线面双体船附加质量计算方法研究

小水线面双体船等结构在水面或水下运动时，

均会产生结构与流场相互作用效应，即流固耦合问

题。现阶段对流固耦合系统进行分析有两种方法：

一是解析-数值法，即对结构采用有限元离散，对流

体则用近似解析描述，常用Geers的双渐近(DAA)；

二是纯数值方法，包括有限元和边界元方法。对线

性流固耦合系