基于船模實(shí)驗(yàn)波形測(cè)量與波形分析的船舶尾浪數(shù)值模擬.pdf

1、近代各種高速船舶的不斷出現(xiàn)并投入營(yíng)運(yùn)，使得高速船的尾浪造成嚴(yán)重的航道安全及環(huán)境問(wèn)題，有關(guān)的試驗(yàn)研究及數(shù)值研究開始成為船舶領(lǐng)域里新的研究熱點(diǎn)。隨著船舶計(jì)算流體力學(xué)(CFD)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶尾浪的試驗(yàn)與數(shù)值研究已經(jīng)取得一定的進(jìn)展。有關(guān)研究對(duì)于設(shè)計(jì)與開發(fā)低尾浪沖刷的船型，并由此解決高速船尾浪引起的安全、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)問(wèn)題無(wú)疑具有重要意義。
　　 本文采用試驗(yàn)結(jié)合理論的方法，通過(guò)常規(guī)拖曳水池中船模實(shí)驗(yàn)的波形測(cè)量與波形分析，實(shí)現(xiàn)大

2、范圍的船舶尾浪的數(shù)值模擬。船模實(shí)驗(yàn)是在武漢理工大學(xué)拖曳水池里進(jìn)行的，選定的試驗(yàn)船型是仿射NPL高速圓舭型排水船型系列的Model100A船型得到的。波形測(cè)量的波形采集系統(tǒng)由傳感器和五個(gè)探頭組成，試驗(yàn)則以五道縱切測(cè)量不同F(xiàn)roude數(shù)下NPL單體船、雙體船的一系列波高數(shù)據(jù)和阻力數(shù)據(jù)。由各道縱切采集的波高數(shù)據(jù)通過(guò)波形分析計(jì)算所得的波形阻力系數(shù)與由(1+k)法得到的興波阻力系數(shù)的比較，討論了波高采集的位置對(duì)基于縱切法的波形分析結(jié)果的影響。

3、r>　　 本文用到了兩種理論方法，一種是采用傅氏變換法求解波幅譜函數(shù)，推導(dǎo)了縱切法的理論公式，給出了相應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果；另一種是等價(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。文中以NPL單體船、雙體船為對(duì)象，對(duì)縱切法測(cè)得的波高數(shù)據(jù)導(dǎo)出相應(yīng)的波幅譜函數(shù)，數(shù)值模擬遠(yuǎn)場(chǎng)尾浪，其衰減規(guī)律表明數(shù)值結(jié)果合理。另外初步探討了采用基于映像原理的等價(jià)奇點(diǎn)分布法以消除波形測(cè)量信號(hào)中的池壁反射波影響、增加波浪測(cè)量的有效信號(hào)段長(zhǎng)度?；谝陨细餮芯拷Y(jié)