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局部气垫双体船是一种以瘦长型双体船为基础,辅以局部气垫作为支撑的新型混合型船舶。它结合了普通双体船、气垫船以及滑行艇等的众多优点,因此,其在高速运载方面具有很高的应用价值。局部气垫双体船在波浪中的运动研究对于该船型的设计开发、水动力性能优化以及垫升系统的性能提升等均具有重要意义。局部气垫双体船柔性气封的作用机理体现了流体与柔性气封结构之间的相互作用,具有典型的流固耦合(Fluid-Structure Interaction,FSI)力学特性。本文针对局部气垫双体船在复杂流场下的多自由度运动,以及柔性气封流固耦合问题开展研究。本文的主要目的是,通过对气垫船气封结构受力的研究,建立了适合于局部气垫双体船的艏艉柔性气封模型,并以此为基础,对其在波浪中的船模试验进行分析;在刚性气封数值模拟的基础上,开展柔性气封尤其是艏部柔性裙指的流固耦合问题研究,解决了具有实际形态的柔性裙指无法在波浪中开展数值计算的难题,并对柔性气封在波浪中的运动特性进行一系列深入研究。本文具体在以下几个方面开展了研究工作。1、通过对气垫船柔性气封的数值方法和流固耦合方法研究,分析了柔性气封的基本理论以及不同气封形式的力学特性,根据所研究的局部气垫双体船的船型特点,建立了适合于该船型的艏艉气封模型,并基于此,开展了柔性气封受力及变形计算分析。2、基于所建立的艏艉柔性气封形式,开展了局部气垫双体船在波浪中运动的试验研究,重点关注受柔性气封影响较大的气垫非线性泄流和内自由波面情况;同时,得到了船体模型在波浪中的阻力、纵摇、垂荡以及加速度等运动参数,并与静水中的阻力特性和兴波特性进行了对比分析。通过试验研究得到了局部气垫双体船这一刚柔耦合体在波浪中的运动特性,为论文后续的研究工作提供实际的物理现象及必要的数据支撑。3、通过计算流体力学(CFD),对刚性气封形式的数值计算方法进行了研究,重点就运动网格和重叠网格的计算精度进行了分析;通过数值波浪的研究,建立了满足计算精度要求的数值波浪水池,并基于此,开展了刚性气封波浪运动的计算,为后文基于流固耦合的柔性气封数值模拟提供必要的理论和数值支撑。4、基于流固耦合方法建立了与局部气垫双体船试验模型一致的可变形艏部气封模型,以及简化的艉部气封模型;通过初步的数值模拟,对柔性气封材料的选型进行了分析,并通过阻力和各运动参数的研究,对数值计算的有效性进行了验证。通过提取局部气垫双体船的各个阻力分量,对刚、柔两种气封形式的波浪阻力特性进行了对比分析。5、通过建立大裙指形式的薄侧壁气垫船艏部流固耦合气封模型,验证了基于流固耦合方法的气垫船气封受力形变的可行性和精确性;基于所建立流固耦合气封模型,开展了局部气垫双体船在波浪中运动特性研究,分析了阻力特性以及增压室和气垫舱室压力特性。开展了柔性气封在波浪中的变形特性分析,研究了柔性艏艉气封在不同波浪参数下的变形情况,并根据气垫兴波,对局部气垫双体船的内外自由液面情况进行了研究和分析。