高速排水型船舶興波波形及尾浪的數(shù)值計算.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的飛速進步，高速船舶在近幾十年來得到迅猛發(fā)展，水路運輸?shù)母咚倩殉蔀楝F(xiàn)代交通運輸發(fā)展的主要趨勢之一。從國內(nèi)目前已投入營運的高速船舶的航行性能來看，尾浪高是一個較普遍的問題。高速船的尾浪不僅影響到周圍小船的航行安全，而且會損毀河堤海岸、危及水工建筑、造成水土流失及水質(zhì)惡化等環(huán)境問題。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。 本文使用近、遠場結(jié)合的方法，數(shù)值計算高速排水型船舶的

2、遠場尾浪。 近場計算采用傳統(tǒng)的一階Rankine源面元法，將船體表面、部分自由面離散為若干片四邊形面元，通過相應(yīng)的定解條件確定各面元上的源強，獲得計算區(qū)域的船體興波速度勢，進而得到線性條件下的近場興波波形。計算中采用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(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，對近場計算的結(jié)果進行波形分析

3、，推算波幅譜函數(shù)，從而獲得大范圍的遠場尾浪的數(shù)值模擬結(jié)果。 文中以Wigley數(shù)學船型為對象，在深、淺水兩種情況下進行了船舶尾浪的數(shù)值計算。深水條件下采用傅氏變換法求解波幅譜函數(shù)，推導(dǎo)了橫切法、縱切法的理論公式，給出了相應(yīng)的數(shù)值計算結(jié)果，進行了兩種方法的對比分析；淺水條件下采用等價奇點分布法，介紹了該方法的數(shù)學原理以及數(shù)值處理方法，給出了相應(yīng)的計算結(jié)果，并討論了影響準確度的各種因素。 由于缺乏高速船舶尾浪的試驗資料，本文