基于船模實驗波形測量與波形分析的船舶尾浪數(shù)值模擬.pdf

1、近代各種高速船舶的不斷出現(xiàn)并投入營運，使得高速船的尾浪造成嚴重的航道安全及環(huán)境問題，有關(guān)的試驗研究及數(shù)值研究開始成為船舶領(lǐng)域里新的研究熱點。隨著船舶計算流體力學(xué)(CFD)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶尾浪的試驗與數(shù)值研究已經(jīng)取得一定的進展。有關(guān)研究對于設(shè)計與開發(fā)低尾浪沖刷的船型，并由此解決高速船尾浪引起的安全、經(jīng)濟和生態(tài)問題無疑具有重要意義。
　　 本文采用試驗結(jié)合理論的方法，通過常規(guī)拖曳水池中船模實驗的波形測量與波形分析，實現(xiàn)大

2、范圍的船舶尾浪的數(shù)值模擬。船模實驗是在武漢理工大學(xué)拖曳水池里進行的，選定的試驗船型是仿射NPL高速圓舭型排水船型系列的Model100A船型得到的。波形測量的波形采集系統(tǒng)由傳感器和五個探頭組成，試驗則以五道縱切測量不同F(xiàn)roude數(shù)下NPL單體船、雙體船的一系列波高數(shù)據(jù)和阻力數(shù)據(jù)。由各道縱切采集的波高數(shù)據(jù)通過波形分析計算所得的波形阻力系數(shù)與由(1+k)法得到的興波阻力系數(shù)的比較，討論了波高采集的位置對基于縱切法的波形分析結(jié)果的影響。

3、r>　　 本文用到了兩種理論方法，一種是采用傅氏變換法求解波幅譜函數(shù)，推導(dǎo)了縱切法的理論公式，給出了相應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果；另一種是等價奇點分布法，介紹了該方法的數(shù)學(xué)原理以及數(shù)值處理方法。文中以NPL單體船、雙體船為對象，對縱切法測得的波高數(shù)據(jù)導(dǎo)出相應(yīng)的波幅譜函數(shù)，數(shù)值模擬遠場尾浪，其衰減規(guī)律表明數(shù)值結(jié)果合理。另外初步探討了采用基于映像原理的等價奇點分布法以消除波形測量信號中的池壁反射波影響、增加波浪測量的有效信號段長度。基于以上各研究結(jié)