船舶縱向運(yùn)動的理論預(yù)報與研究.pdf

1、在船舶水動力學(xué)領(lǐng)域,勢流理論仍然是船舶在波浪上的運(yùn)動響應(yīng)中普遍采用的基本理論,在工程應(yīng)用中也得到了較快的發(fā)展。本文主要研究了船舶縱向運(yùn)動的理論預(yù)報方法,且針對以下幾個方面開展了研究工作:
　　(1)切片理論是船舶運(yùn)動預(yù)報的主要方法,本文結(jié)合Frank源分布法來計算二維流體輻射速度勢,并在頻域內(nèi)求解中、低速船舶在波浪上航行時的運(yùn)動響應(yīng)。通過和文獻(xiàn)上的單體和雙體模型的試驗(yàn)值的比較,本文的計算結(jié)果基本上滿足精度要求。在此基礎(chǔ)上,本文還計

2、算了有限水域的情況。對水深、船型參數(shù)、浪向角等因素對Wigley船的運(yùn)動響應(yīng)的影響進(jìn)行了計算和分析。同時,本文也對二維半理論用于高速船舶的運(yùn)動預(yù)報進(jìn)行了研究,并計算了Wigley船的水動力系數(shù)。
　　(2)討論了二維頻域有限水深自由面格林函數(shù)的數(shù)值解法,其中,格林函數(shù)的主值積分存在奇異性且有兩個奇異點(diǎn)。本文分析了每個奇異點(diǎn)的特征,并采用加減一個可積的調(diào)和函數(shù)來消除其奇異性。在積分方法上,本文選用自適應(yīng)的Gauss-Kronrod積

3、分法,其對高振蕩型的積分收斂速度快,能滿足精度需要。與文獻(xiàn)結(jié)果的對比表明,用本文的計算方法所求得的水動力系數(shù)與文獻(xiàn)的計算結(jié)果(或?qū)嶒?yàn)結(jié)果)還是比較吻合的。
　　(3)討論了三維無限水深頻域和時域Green函數(shù)與相應(yīng)的二維格林函數(shù)的聯(lián)系。通過將三維格林函數(shù)進(jìn)行一定的變形,可以將半無限積分區(qū)間轉(zhuǎn)化為有限區(qū)間,被積函數(shù)可以由復(fù)指數(shù)函數(shù)或復(fù)誤差函數(shù)來線性表達(dá)。采用一般的積分公式來進(jìn)行計算。當(dāng)場點(diǎn)與源點(diǎn)都在自由面上時,三維時域格林函數(shù)及其偏