船舶尾浪對岸壁影響的數值研究.pdf

1、隨著高速船舶的迅猛發(fā)展,水路運輸的高速化已成為現代交通運輸發(fā)展的主要趨勢之一。從國內目前已投入營運的高速船舶的航行性能上看,比較普遍的一個問題是尾浪高。過高的尾浪會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構形式,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理十分復雜。至今對直墻

2、建筑的破碎波波浪力還不能以嚴密的理論進行計算,工程上一般都采用經驗方法。至于船波對岸壁的影響及作用力的研究,更罕見針對不同實際船型的船行波的科學研究。
　　本文使用近、遠域相結合的方法,數值計算了高速排水型船舶的尾浪。本文采用傳統(tǒng)的一階Rankine源面元方法對船舶的近場興波問題進行了數值計算,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,從而解得計算域內速度勢函數,進而求解船舶興

3、波波形。
　　本文計算中采用的是自由面奇點適當上置的域外奇點法,然后通過配置點移動的方式從數值上滿足輻射條件。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,即所謂的波幅譜函數。根據這一特點,對近場計算的結果進行波形分析,推算波幅譜函數,從而獲得大范圍的遠場尾浪的數值模擬結果。本文以Wigley數學船型和NPL船型為對象,在深水情況下進行了船舶尾浪的數值計算。對在淺水情況下的Wigley單體船、雙體船以及三體船的