高速排水型船舶興波波形及尾浪的數(shù)值計(jì)算.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的飛速進(jìn)步，高速船舶在近幾十年來(lái)得到迅猛發(fā)展，水路運(yùn)輸?shù)母咚倩殉蔀楝F(xiàn)代交通運(yùn)輸發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。從國(guó)內(nèi)目前已投入營(yíng)運(yùn)的高速船舶的航行性能來(lái)看，尾浪高是一個(gè)較普遍的問(wèn)題。高速船的尾浪不僅影響到周?chē)〈暮叫邪踩?，而且?huì)損毀河堤海岸、危及水工建筑、造成水土流失及水質(zhì)惡化等環(huán)境問(wèn)題。高速船的興波及尾浪傳播問(wèn)題的有關(guān)研究不僅在理論上具有挑戰(zhàn)性，尤其為船舶工程界所矚目。 本文使用近、遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)合的方法，數(shù)值計(jì)算高速排水型船舶的

2、遠(yuǎn)場(chǎng)尾浪。 近場(chǎng)計(jì)算采用傳統(tǒng)的一階Rankine源面元法，將船體表面、部分自由面離散為若干片四邊形面元，通過(guò)相應(yīng)的定解條件確定各面元上的源強(qiáng)，獲得計(jì)算區(qū)域的船體興波速度勢(shì)，進(jìn)而得到線(xiàn)性條件下的近場(chǎng)興波波形。計(jì)算中采用自由面奇點(diǎn)適當(dāng)上置的域外奇點(diǎn)法，然后通過(guò)配置點(diǎn)移動(dòng)的方式從數(shù)值上滿(mǎn)足輻射條件。 在船后一定距離之外，船行波可近似看成諧波，其波高可表為某一元函數(shù)，即所謂的波幅譜函數(shù)。根據(jù)這一特點(diǎn)，對(duì)近場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行波形分析

3、，推算波幅譜函數(shù)，從而獲得大范圍的遠(yuǎn)場(chǎng)尾浪的數(shù)值模擬結(jié)果。 文中以Wigley數(shù)學(xué)船型為對(duì)象，在深、淺水兩種情況下進(jìn)行了船舶尾浪的數(shù)值計(jì)算。深水條件下采用傅氏變換法求解波幅譜函數(shù)，推導(dǎo)了橫切法、縱切法的理論公式，給出了相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行了兩種方法的對(duì)比分析；淺水條件下采用等價(jià)奇點(diǎn)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，給出了相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，并討論了影響準(zhǔn)確度的各種因素。 由于缺乏高速船舶尾浪的試驗(yàn)資料，本文