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网格因素及湍流模型对三体船阻力计算影响分析 预览
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作者 张明霞 韩兵兵 +1 位作者 卢鹏程 赵正彬 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2019年第5期876-881,共6页
网格作为数值模拟和分析的载体,其划分的优劣对三体船数值计算会产生重要影响.为获得三体船较为准确的阻力数值预报结果,利用流体动力学软件STAR-CCM+,根据网格离散特点,分别探究船体表面网格尺寸、第一层网格节点厚度、船体周围加密区... 网格作为数值模拟和分析的载体,其划分的优劣对三体船数值计算会产生重要影响.为获得三体船较为准确的阻力数值预报结果,利用流体动力学软件STAR-CCM+,根据网格离散特点,分别探究船体表面网格尺寸、第一层网格节点厚度、船体周围加密区域网格尺寸、湍流模型四种因素对三体船阻力计算精度、收敛时间和稳定性的影响,提出排水型三体船整体网格划分的可行性方案.对比计算结果与试验结果表明,该网格划分方案下的阻力计算误差范围在5.86%~8.62%,满足工程需要. 展开更多
关键词 三体船 网格划分 湍流模型 阻力 数值模拟
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三体船压力跃变的喷水推进推力数值方法 预览
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作者 张雷 张佳宁 +2 位作者 尚宇宸 董国祥 陈伟民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1582-1588,共7页
为实现喷水推进船舶推力的快速预报,本文提出了一种通过求解兴波阻力、粘性阻力和进流面物理参数实现喷水推进推力快速迭代求解计算的数值方法。本文依据船舶受力的平衡方程,在喷水推进流道内采用压力跃变法,建立船舶喷水推进推力计算... 为实现喷水推进船舶推力的快速预报,本文提出了一种通过求解兴波阻力、粘性阻力和进流面物理参数实现喷水推进推力快速迭代求解计算的数值方法。本文依据船舶受力的平衡方程,在喷水推进流道内采用压力跃变法,建立船舶喷水推进推力计算数学模型。采用边界元法对兴波势进行求解,通过对船体加长处理,解决兴波阻力计算中流道面元与自由液面面元互相穿透导致的影响系数矩阵异常等数值问题。运用湍流边界层理论计算控制体进流面的速度、压力和进流面边界层影响系数。以三体船船模为研究对象,将数值计算结果与粘流计算流体力学喷水推进自航结果进行对比分析,结果表明:该方法预报三体船喷水推进系统推力相对误差小于5%,能够快速有效预报三体船喷水推进推力性能及推力减额,具有较强的理论研究和工程实际应用价值。 展开更多
关键词 喷水推进推力 压力跃变 边界元法 边界层理论 三体船 粘流计算流体力学 自航 推力减额
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三体船在迎浪和横浪中的运动响应计算 预览
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作者 张新峰 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第18期1-3,共3页
三体船作为一种高速船舶,具有非常多的优势,适航性也更加优良,航行过程中产生的阻力小、能源消耗低、较高的隐身性等,使三体船逐渐成为未来船舶制造领域一个主要的发展方向。在三体船航行的过程中,其耐波性能影响因素包括船体的船长、... 三体船作为一种高速船舶,具有非常多的优势,适航性也更加优良,航行过程中产生的阻力小、能源消耗低、较高的隐身性等,使三体船逐渐成为未来船舶制造领域一个主要的发展方向。在三体船航行的过程中,其耐波性能影响因素包括船体的船长、船宽、吃水量、浪向以及侧体布局等。为了能够提高三体船的内部性能,在设计之前必须要对三体船的迎浪和横浪中的运动响应进行快速计算,提高整个船舶的运行效果,保证船舶设计更加的科学。 展开更多
关键词 三体船 迎浪 横浪 运动响应
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喷水推进三体船阻力与自航数值模拟研究 预览
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作者 戴原星 张志远 +1 位作者 刘建国 王金宝 《船舶》 2019年第1期105-111,共7页
建立考虑纵倾角及重心升沉等姿态变化的喷水推进三体船阻力数值计算方法,并与船模拖曳阻力试验进行对比,再开展船模自航试验的数值模拟,分析数值计算与模型试验的误差。通过数值模拟可以进一步得到喷水推进器上各部件的受力情况、泵的... 建立考虑纵倾角及重心升沉等姿态变化的喷水推进三体船阻力数值计算方法,并与船模拖曳阻力试验进行对比,再开展船模自航试验的数值模拟,分析数值计算与模型试验的误差。通过数值模拟可以进一步得到喷水推进器上各部件的受力情况、泵的流量、扬程及其他流场信息,为研究船体与喷水推进装置的相互作用影响规律以及喷水推进与高速三体船的总体匹配设计提供参考. 展开更多
关键词 喷水推进 三体船 自航试验 数值模拟
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不同海况下小侧体三体船的艏部结构砰击特性
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作者 廖贯宇 吴家鸣 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第7期23-31,共9页
运用CFD软件STAR-CCM+建立三体船在波浪条件下的三维砰击模型,采用重叠网格技术结合船舶六自由度系统模拟船体的砰击运动,对不同波高、波长及不同航速下的船体砰击进行数值模拟,对比分析各工况下船体结构的运动响应和砰击特征。数值模... 运用CFD软件STAR-CCM+建立三体船在波浪条件下的三维砰击模型,采用重叠网格技术结合船舶六自由度系统模拟船体的砰击运动,对不同波高、波长及不同航速下的船体砰击进行数值模拟,对比分析各工况下船体结构的运动响应和砰击特征。数值模拟结果表明:航速变化对船体砰击压力有显著影响,而波高和波长的变化对砰击压力影响较小但也不可忽视。 展开更多
关键词 三体船 艏部结构 砰击特性 数值模拟 运动响应
喷水推进三体船推力减额计算及分析 预览
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作者 易文彬 王永生 +1 位作者 刘承江 彭云龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期572-578,共7页
为分析喷水推进船推力减额在不同航速下的变化规律,基于非定常雷诺时均方程及VOF模型求解船舶粘性流场,考虑船模纵倾角及升沉变化,采用体积力的方法代替泵的作用,数值模拟了三体船模喷水推进自航。自航时船模纵倾角及吃水增加,阻力增额... 为分析喷水推进船推力减额在不同航速下的变化规律,基于非定常雷诺时均方程及VOF模型求解船舶粘性流场,考虑船模纵倾角及升沉变化,采用体积力的方法代替泵的作用,数值模拟了三体船模喷水推进自航。自航时船模纵倾角及吃水增加,阻力增额恒为正值,动量减额恒为负值。三体船在较低航速时有较大的推力减额,随着航速提高推力减额变为负值。动量减额是高航速时推力减额为负的主要原因。低航速时艉板浸没在水中,喷口在水面以下喷射水流,此时有较大的正阻力增额和较大的负动量减额,喷水推进器流道及喷口的安装使船体几何面积有较大减小导致静压阻力增加,是低速时阻力增额的主要原因。高速时艉板由湿变干,喷口在水面以上喷射水流,阻力增额及动量减额的绝对值减小,船模姿态变化是高速时阻力增额的主要原因。随着航速的提高,出口阻力不断增大,构成了动量减额的主要成分。 展开更多
关键词 喷水推进 三体船 推力减额 数值模拟 阻力增额 动量减额
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三体船运动与波浪载荷的伪共振问题研究 预览
7
作者 邹健 王凡超 +3 位作者 李辉 邓宝利 任慧龙 胡学聪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1051-1057,共7页
运用无航速三维线性势流理论计算三体船运动与波浪载荷时,在一些离散的频率上出现了伪共振问题。本文研究了伪共振在不同工况及不同片体布置位置下的变化特点;片体干扰下三体船辐射波浪传播特点;采用拓展的边界积分方程方法来处理伪共... 运用无航速三维线性势流理论计算三体船运动与波浪载荷时,在一些离散的频率上出现了伪共振问题。本文研究了伪共振在不同工况及不同片体布置位置下的变化特点;片体干扰下三体船辐射波浪传播特点;采用拓展的边界积分方程方法来处理伪共振问题。通过与实验结果对比表明,改进后的方法能够有效的处理伪共振问题,可以很方便的运用到工程计算中。 展开更多
关键词 三体船 运动 波浪载荷 主船体 片体 伪共振 辐射波 边界积分方程 粘性阻尼
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基于蒙特卡洛方法的三体船侧体运动响应优化 预览
8
作者 王硕 宗智 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期122-128,共7页
[目的]为研究三体船侧体布置对三体船运动性能的影响,[方法]基于蒙特卡洛方法和势流理论,提出一种三体船侧体布局对运动性能影响的优化方法,给出多目标的优化模型和计算技术。首先,采用蒙特卡洛方法选取方案,并用AQWA软件(势流理论)计... [目的]为研究三体船侧体布置对三体船运动性能的影响,[方法]基于蒙特卡洛方法和势流理论,提出一种三体船侧体布局对运动性能影响的优化方法,给出多目标的优化模型和计算技术。首先,采用蒙特卡洛方法选取方案,并用AQWA软件(势流理论)计算不同方案的运动响应;然后,通过比较各种方案的横摇、纵摇和升沉运动响应,选取这3个指标均小于原始船型的方案为优化方案。[结果]结果表明:在规则波中,侧体位于主体舯前位置可以减小三体船的运动响应,在不规则波中,可以减小三体船的横摇运动响应;在规则波中,增大侧体与主体之间的横向距离,可以同时减小三体船的横摇和纵摇运动响应。[结论]研究三体船侧体布局对运动的影响时,采用蒙特卡洛方法和势流理论相结合的优化方法可以提高计算效率并保证计算精度。 展开更多
关键词 三体船 侧体布局 蒙特卡洛方法 势流理论 运动响应
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南海腐蚀环境下三体船结构典型节点疲劳特性研究 预览
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作者 陈超核 陈泽华 +1 位作者 沈义俊 刘黎明 《吉林师范大学学报:自然科学版》 2018年第2期69-77,共9页
针对南海腐蚀海域中航行三体船的疲劳寿命进行了研究.基于腐蚀指数模型确立了三体船在南海环境中0a、10a、15a及20a时的腐蚀厚度,并基于谱分析方法进行疲劳累计损伤度计算和疲劳寿命分析.通过对不同腐蚀期限的计算结果分析表明,考虑腐... 针对南海腐蚀海域中航行三体船的疲劳寿命进行了研究.基于腐蚀指数模型确立了三体船在南海环境中0a、10a、15a及20a时的腐蚀厚度,并基于谱分析方法进行疲劳累计损伤度计算和疲劳寿命分析.通过对不同腐蚀期限的计算结果分析表明,考虑腐蚀板厚折减的疲劳寿命计算方法可能使其疲劳寿命减少30%以上. 展开更多
关键词 三体船 谱分析法 疲劳热点 疲劳累计损伤度
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尺度效应对三体船各阻力成分的影响 预览 被引量:1
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作者 蔡博奥 秦江涛 +1 位作者 毛筱菲 许博方 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2018年第3期487-491,496共6页
针对常规方法基于三体船雷诺数采用相当平板公式估算其摩擦阻力时,会高估三体船的摩擦阻力成分,从而导致换算误差的问题,借助NPL单体船阻力试验结果验证了数值模拟方法的有效性,针对不同缩尺比的三体船模型进行了各阻力成分的数值预报,... 针对常规方法基于三体船雷诺数采用相当平板公式估算其摩擦阻力时,会高估三体船的摩擦阻力成分,从而导致换算误差的问题,借助NPL单体船阻力试验结果验证了数值模拟方法的有效性,针对不同缩尺比的三体船模型进行了各阻力成分的数值预报,基于数值结果探讨了三体船阻力成分关于水动力系数的变化规律,在总结规律基础上提出了三体船阻力换算的改进方法.不同方法所得的三体船阻力结果与实尺度数值结果对比表明,改进的换算方法一定程度上提高了三体船实船阻力的预报精度. 展开更多
关键词 三体船 尺度效应 计算流体动力学
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航行状态下三体船砰击的动力响应 预览
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作者 吴家鸣 廖贯宇 赖宇锋 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第10期29-35,共7页
本文通过建立特定船型的三体船三维砰击模型,运用计算流体力学软件Fluent中的动网格技术对其进行在一定航速下的数值模拟,得到特定航速下三体船主体船体、侧体船体和连接桥在砰击下的压力分布以及船体附近流场的变化。然后结合流场、压... 本文通过建立特定船型的三体船三维砰击模型,运用计算流体力学软件Fluent中的动网格技术对其进行在一定航速下的数值模拟,得到特定航速下三体船主体船体、侧体船体和连接桥在砰击下的压力分布以及船体附近流场的变化。然后结合流场、压力等的变化分析该三体船船型在砰击下的动力响应。 展开更多
关键词 三体船 船体砰击 数值模拟 动网格 动力响应
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基于涡环栅格法的三体船斜拖水动力数值分析 预览
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作者 王鸿东 易宏 余平 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第4期22-26,共5页
以三体船的操纵性能预报为背景,基于势流理论的三维面元法,对三体船的斜拖运动进行数值模拟,并求得相应的水动力系数。将传统的运用于机翼升力计算的涡环栅格法(VLM)运用于三体船斜拖运动的数值模拟,船体表面被离散成四边形的网格,网... 以三体船的操纵性能预报为背景,基于势流理论的三维面元法,对三体船的斜拖运动进行数值模拟,并求得相应的水动力系数。将传统的运用于机翼升力计算的涡环栅格法(VLM)运用于三体船斜拖运动的数值模拟,船体表面被离散成四边形的网格,网格及尾涡面上布置一个涡环,利用船体表面不可穿透条件以及尾缘处的库塔条件对各单元涡强进行求解,求得各个分布点压强以及船体表面压力分布,并根据压力分布积分求得在不同漂角下三体船舶所受的横向力以及转首力矩。最终由计算结果,求得与漂角相关的水动力系数,并与软件计算结果进行对比分析。 展开更多
关键词 三体船 操纵性 涡环栅格法 横向力 转首力矩
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高速内倾穿浪无人三体船静水阻力性能优化 预览
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作者 李志君 高霄鹏 霍聪 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第5期61-65,共5页
别对主侧体的阻力性能为满足百吨级反潜无人船快速部署的需求,以内倾穿浪三体船为母型船,基于RANS方法开展了不同主船体线型、侧体线型及侧体布置方式对阻力性能影响的数值仿真研究;首先分进行优化,然后利用主侧体间形成的有利兴波干扰... 别对主侧体的阻力性能为满足百吨级反潜无人船快速部署的需求,以内倾穿浪三体船为母型船,基于RANS方法开展了不同主船体线型、侧体线型及侧体布置方式对阻力性能影响的数值仿真研究;首先分进行优化,然后利用主侧体间形成的有利兴波干扰进行阻力优化,得到最优的船型方案.在保持排水量不变的前提下,当目标船主船体和侧体的长宽比分别为14和18时压阻力显著降低,船型阻力最低;主船体和侧体波系相互叠加,当主船体和侧体的艏波相消或侧体处于主船体的波系干扰区以外时,静水阻力性能最优。 展开更多
关键词 三体船 阻力优化 数值仿真 RANS方法
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三体船疲劳损伤影响因素研究 预览
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作者 张球球 陈超核 《广东造船》 2017年第2期22-24,共3页
本文首先针对一艘航行于我国南海海域的三体船,建立全船有限元模型,并获得全船有限元应力,确定疲劳热点;进而利用所得的热点应力结合DNV规范,对影响三体船疲劳累积损伤的波浪载荷因素进行了研究。
关键词 三体船 疲劳热点 热点应力 波浪载荷因素
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速度与位置参数对7 m高速三体客船碰撞性能影响 预览
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作者 唐印 《南通航运职业技术学院学报》 2017年第3期34-39,65共7页
文章借助动态非线性有限元软件MSC.Dytran,通过改变碰撞速度和碰撞位置等参数对7 m高速三体客船碰撞性能进行了研究,分析了碰撞过程中损伤性能、碰撞力、速度与位移和能量吸收等方面的碰撞指标,具有一定的参考价值。
关键词 三体船 碰撞 数值仿真 连接桥
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半滑行航态下三体船布局对附加质量影响的数值研究
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作者 张雷 张佳宁 +1 位作者 董国祥 陈伟民 《大连海事大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第4期1-6,共6页
为分析半滑行航态下(1.0〈Fr▽〈3.0)三体船侧体布局对附加质量和船舶操纵性能的影响,以wigley船为母型船建立不同侧体布局的三体船模型,考虑半滑行状态下升沉、纵摇变化,基于三维势流理论,采用面元法计算三体船六自由度附加质量水动... 为分析半滑行航态下(1.0〈Fr▽〈3.0)三体船侧体布局对附加质量和船舶操纵性能的影响,以wigley船为母型船建立不同侧体布局的三体船模型,考虑半滑行状态下升沉、纵摇变化,基于三维势流理论,采用面元法计算三体船六自由度附加质量水动力系数.结果表明:升沉、纵摇导致的湿表面和排水体积变化对三体船水平面上操纵性相关的纵荡、横荡和艏摇附加质量影响较大,较正浮状态下平均增幅分别为41.37%,21.74%及21.49%.侧体纵向布局一定情况下,横向布局对附加质量影响相对较小;横向布局一定情况下,侧体位于船体后方具有相对较大的艏摇附加质量,有利于船舶航向的稳定性;侧体布置船舯部具有相对较小的艏摇附加质量,有利于船舶转艏性能;侧体布置在船前部,船体艏摇附加质量和船舶转艏性能处于前两者侧体布置的性能之间. 展开更多
关键词 半滑行航态 三体船 侧体布局 附加质量 面元法 操纵性
三体船旋转水动力的势流计算与分析 预览
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作者 詹金林 黄汛 +2 位作者 张源 韩冰 贾玉柱 《海军工程大学学报》 北大核心 2017年第5期58-61,66共5页
以三体船操纵性能预报为目的,采用势流理论三维面元法对相对较难计算的三体船旋转水动力进行了计算。根据涡元法在船体表面和尾涡面布置均匀涡格,使涡格强度满足边界条件和尾缘库塔条件,进而求解船体表面附着流场分布,并依此计算出... 以三体船操纵性能预报为目的,采用势流理论三维面元法对相对较难计算的三体船旋转水动力进行了计算。根据涡元法在船体表面和尾涡面布置均匀涡格,使涡格强度满足边界条件和尾缘库塔条件,进而求解船体表面附着流场分布,并依此计算出船舶所受水动力。通过算例验证了该算法的正确性和适用性,并得出了侧体布局对三体船操纵性旋转水动力影响极大的结论。 展开更多
关键词 操纵水动力 面元法 三体船 回转运动 流场
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一种以采样水泵为驱动力的无人水质采样船 预览
18
作者 王强 洪陵成 《现代科学仪器》 2017年第2期17-20,共4页
本文介绍了一种以采样水泵作为驱动力的无人水质采样船,它的主要特点是采用遥控器控制,直接以采样的潜水泵作为船体驱动力,船体采用三体船结构,横稳性、耐波性好。解决了移动车载水质监测平台的采样问题,是一种结构简单,拆装方便... 本文介绍了一种以采样水泵作为驱动力的无人水质采样船,它的主要特点是采用遥控器控制,直接以采样的潜水泵作为船体驱动力,船体采用三体船结构,横稳性、耐波性好。解决了移动车载水质监测平台的采样问题,是一种结构简单,拆装方便,便于携带,采样速度快、距离远,续航能力出色,可做较长时间持续采样的新型采样工具。 展开更多
关键词 水质采样船 潜水泵拖船 喷水推进 三体船
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三体船疲劳强度评估方法对比
19
作者 李哲 任慧龙 +2 位作者 张鸣 张浩辉 董传瑞 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期13-16,88共5页
针对某4 000 t三体船,采用谱分析方法和《英国劳氏三体船规范》法两种方法分别对其典型节点进行疲劳强度评估,对得到的疲劳寿命进行探讨,并对计算结果差异性进行分析,研究结果可为其他船型的疲劳强度评估提供参考。
关键词 三体船 谱分析法 规范法 疲劳寿命
三体船分段模型波浪载荷试验研究 预览
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作者 任慧龙 田博 仲琦 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期1-7,共7页
三体船的主体与连接桥结构的波浪载荷特性是船舶结构设计者非常关注的问题,目前对于这些载荷特性进行较为全面的模型试验研究在国内很少。该文在拖曳水池和方形水池开展了某三体船的分段模型试验,详细介绍了分段模型的设计原则,对于纵... 三体船的主体与连接桥结构的波浪载荷特性是船舶结构设计者非常关注的问题,目前对于这些载荷特性进行较为全面的模型试验研究在国内很少。该文在拖曳水池和方形水池开展了某三体船的分段模型试验,详细介绍了分段模型的设计原则,对于纵向载荷和横向载荷的测量采用不同的分段布置形式。通过对试验数据的分析及与理论计算的对比,对三体船横摇运动非线性修正方法加以改进,同时研究了该三体船的船舯横剖面和连接桥纵剖面的波浪载荷特征,得出了一些结论,为船舶结构设计提供了确定设计载荷的依据。 展开更多
关键词 三体船 分段模型试验 波浪载荷
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