內(nèi)河航道中船行波及其爬高的數(shù)值模擬.pdf

1、船行波是一項歷久彌新的課題。近250年間，國內(nèi)外學者從不同的角度對船行波開展研究，成果成功應(yīng)用于預報船舶阻力、削弱消除船舶尾跡、控制海上補給時的船間干擾等。近些年，隨著內(nèi)河航道的開發(fā)，船行波引起的堤岸侵蝕、對航道內(nèi)浮式結(jié)構(gòu)物的不利干擾等問題日益嚴重。與船行波威脅密切相關(guān)的船行波特征波高、在岸坡上爬高的預報模型在普遍適用性方面尚存在局限性。本文根據(jù)內(nèi)河航道內(nèi)船行波傳播、岸邊反射和爬高研究的需求，基于CFD軟件的二次開發(fā)，建立內(nèi)河航道中船行

2、波的數(shù)值模擬方法。基于不可壓縮粘性流體流動模型，采用的控制方程包括描述流體運動的連續(xù)方程和RANS方程、求解流體比例分數(shù)F的輸運方程、以及RNG k-￡湍流模型方程。
　　首先對船行波的數(shù)值模型進行了驗證。其一是對DTMB5415船型的興波進行了數(shù)值模擬，主要關(guān)注DTMB5415船型的阻力和到船舶中縱剖面不同距離處的水位；其二是針對普通商用船型在上海市泐馬河航道中航行的興波現(xiàn)場試驗，實現(xiàn)了船行波爬高的數(shù)值模擬，船行波在河岸壁上爬高

3、與回落的計算結(jié)果得到現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的驗證。驗證計算結(jié)果表明，本論文采用的數(shù)值模擬方法可較好地模擬船行波傳播、岸壁反射和爬高。
　　影響船行波特征波高和爬高的因素很多，從類別上可分為環(huán)境因素（水流、航道水深、斜坡傾角等）和船舶因素（船舶航速、吃水、流線型等)。其中船舶航速、吃水、航道水深、斜坡傾角是影響船行波波高和爬高的關(guān)鍵因素。通過系列數(shù)值模擬，揭示了船行波在直立式岸壁和斜坡式岸壁約束水域中水波反射過程的波面特征和流場特征，獲得了距