排水型高速船舶尾浪的數(shù)值研究.pdf

1、現(xiàn)代交通運(yùn)輸發(fā)展的趨勢(shì)之一是水路運(yùn)輸高速化和船舶大型化，船舶的大型化、高速化是追求高效率的必然結(jié)果。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看，一個(gè)較普遍的問題是尾浪高。過高的尾浪會(huì)掀翻小船、引起堤腳掏空、岸灘剝蝕、危及水工建筑等。如何降低高速船的尾浪，已成為船舶工程界及航運(yùn)部門關(guān)注的焦點(diǎn)之一。航行尾浪小或船行波波能小已成為限制水域中高速船舶或大型船舶能夠正常營(yíng)運(yùn)的必要條件之一。
　　 本文采用近、遠(yuǎn)域結(jié)合的方法，對(duì)高速排水型

2、船舶的尾浪進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。
　　 本文采用基于NUBRS的高階Rankine源方法對(duì)船舶的近場(chǎng)興波問題進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，基于NURBS的高階面元法是一種高精度的廣義邊界元法，它將船體表面、自由面以及各待求物理量表達(dá)為整塊或數(shù)塊n階連續(xù)曲面，具有很好的數(shù)值性態(tài)，在計(jì)算過程中，直接的變量變成了源強(qiáng)分布曲面的控制頂點(diǎn)。本文采用的是自由面奇點(diǎn)上置的域外奇點(diǎn)法，可方便的通過配置點(diǎn)移動(dòng)的方式從數(shù)值上滿足輻射條件，通過在方尾處施加流體從船體方尾

3、下緣光滑分離的切向條件來滿足方尾條件。
　　 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，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。文中還對(duì)求解波幅譜函數(shù)的傅氏變換法和等價(jià)奇點(diǎn)法分別在深水、淺水條件下的船舶尾浪問題中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
　　 本文選取高速NPL船型和Wigley船型為計(jì)算算例，對(duì)深水、淺水狀態(tài)下的NPL單體