潛艇二階波浪力數(shù)值預(yù)報(bào)方法研究.pdf

1、隨著潛艇技術(shù)的飛速發(fā)展，更為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)潛艇水面與水下近水面航行狀態(tài)下的波浪力顯得尤為重要。本文的主要目的是基于二階波浪力切片理論，建立求解潛艇近水面航行的波浪力數(shù)學(xué)模型，得到工程上較為實(shí)用的潛艇二階波浪力的預(yù)報(bào)方法。通過對(duì)潛艇規(guī)則波中受到的二階定常力與倍頻力的計(jì)算，為潛艇的設(shè)計(jì)和航行過程中的狀態(tài)控制提供指導(dǎo)。
　　由于艇體細(xì)長(zhǎng),空間速度勢(shì)數(shù)值求解有一定的困難,由基于細(xì)長(zhǎng)體假設(shè)的切片法將原本復(fù)雜三維的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)值上更容易求解的二維

2、的問題。進(jìn)而將作用于潛艇上的三維波浪力，轉(zhuǎn)化為二維波浪力進(jìn)行計(jì)算。
　　首先，基于二階勢(shì)流理論，由小參數(shù)正則攝動(dòng)法與格林函數(shù)積分方程法，得到求解二維剖面一階、二階各速度勢(shì)(輻射、繞射勢(shì))的第二類 Fredholm積分方程。在積分方程中計(jì)及非線性自由面的條件與非線性的物面條件。本文通過對(duì)非線性自由面條件的合理求解，確定了在自由表面分布?jí)毫Φ挠行Х秶?，并?duì)二階繞射勢(shì)的求解做了詳細(xì)說明。
　　其次，由Pinkster的近場(chǎng)法理論，

3、在二階波浪力(定常力、倍頻力)的計(jì)算中考慮到二維剖面橫蕩、升沉、橫搖，繞射(2,3,4,7)模態(tài)下速度勢(shì)自身耦合，及相互耦合對(duì)二階波浪力的影響，建立求解潛體二階波浪力的數(shù)學(xué)模型，可以認(rèn)為本文計(jì)算的波浪力結(jié)果更加準(zhǔn)確完整。
　　然后，將文中數(shù)值程序算得的二維剖面的一階、二階波浪力計(jì)算結(jié)果與日本Kyozuka的模型實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算結(jié)果分析比較，驗(yàn)證了數(shù)值程序計(jì)算結(jié)果的可靠性。
　　最后,由文中建立的波浪力數(shù)學(xué)模型，對(duì)某一公開的潛艇