船舶尾浪對(duì)岸壁影響的數(shù)值研究.pdf

1、隨著高速船舶的迅猛發(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。從國內(nèi)目前已投入營運(yùn)的高速船舶的航行性能上看,比較普遍的一個(gè)問題是尾浪高。過高的尾浪會(huì)影響到周圍小船的航行安全,并引起堤腳掏空、危及水工建筑、造成水土流失等。高速船的興波及尾浪傳播問題的有關(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。直墻建筑物是港口與海岸工程中常見的一種結(jié)構(gòu)形式,作用在直墻上的破碎波浪力不但破壞力極大而且其作用機(jī)理十分復(fù)雜。至今對(duì)直墻

2、建筑的破碎波波浪力還不能以嚴(yán)密的理論進(jìn)行計(jì)算,工程上一般都采用經(jīng)驗(yàn)方法。至于船波對(duì)岸壁的影響及作用力的研究,更罕見針對(duì)不同實(shí)際船型的船行波的科學(xué)研究。
　　本文使用近、遠(yuǎn)域相結(jié)合的方法,數(shù)值計(jì)算了高速排水型船舶的尾浪。本文采用傳統(tǒng)的一階Rankine源面元方法對(duì)船舶的近場興波問題進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,將船體表面、部分自由面離散為若干片面元,滿足線性自由面邊界條件、物面條件等定解條件求解未知源強(qiáng),從而解得計(jì)算域內(nèi)速度勢(shì)函數(shù),進(jìn)而求解船舶興

3、波波形。
　　本文計(jì)算中采用的是自由面奇點(diǎn)適當(dāng)上置的域外奇點(diǎn)法,然后通過配置點(diǎn)移動(dòng)的方式從數(shù)值上滿足輻射條件。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)場尾浪的數(shù)值模擬結(jié)果。本文以Wigley數(shù)學(xué)船型和NPL船型為對(duì)象,在深水情況下進(jìn)行了船舶尾浪的數(shù)值計(jì)算。對(duì)在淺水情況下的Wigley單體船、雙體船以及三體船的