內(nèi)河航道中船行波及其爬高的數(shù)值模擬.pdf

1、船行波是一項(xiàng)歷久彌新的課題。近250年間，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同的角度對(duì)船行波開(kāi)展研究，成果成功應(yīng)用于預(yù)報(bào)船舶阻力、削弱消除船舶尾跡、控制海上補(bǔ)給時(shí)的船間干擾等。近些年，隨著內(nèi)河航道的開(kāi)發(fā)，船行波引起的堤岸侵蝕、對(duì)航道內(nèi)浮式結(jié)構(gòu)物的不利干擾等問(wèn)題日益嚴(yán)重。與船行波威脅密切相關(guān)的船行波特征波高、在岸坡上爬高的預(yù)報(bào)模型在普遍適用性方面尚存在局限性。本文根據(jù)內(nèi)河航道內(nèi)船行波傳播、岸邊反射和爬高研究的需求，基于CFD軟件的二次開(kāi)發(fā)，建立內(nèi)河航道中船行

2、波的數(shù)值模擬方法?；诓豢蓧嚎s粘性流體流動(dòng)模型，采用的控制方程包括描述流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)方程和RANS方程、求解流體比例分?jǐn)?shù)F的輸運(yùn)方程、以及RNG k-￡湍流模型方程。
　　首先對(duì)船行波的數(shù)值模型進(jìn)行了驗(yàn)證。其一是對(duì)DTMB5415船型的興波進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要關(guān)注DTMB5415船型的阻力和到船舶中縱剖面不同距離處的水位；其二是針對(duì)普通商用船型在上海市泐馬河航道中航行的興波現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了船行波爬高的數(shù)值模擬，船行波在河岸壁上爬高

3、與回落的計(jì)算結(jié)果得到現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果表明，本論文采用的數(shù)值模擬方法可較好地模擬船行波傳播、岸壁反射和爬高。
　　影響船行波特征波高和爬高的因素很多，從類別上可分為環(huán)境因素（水流、航道水深、斜坡傾角等）和船舶因素（船舶航速、吃水、流線型等)。其中船舶航速、吃水、航道水深、斜坡傾角是影響船行波波高和爬高的關(guān)鍵因素。通過(guò)系列數(shù)值模擬，揭示了船行波在直立式岸壁和斜坡式岸壁約束水域中水波反射過(guò)程的波面特征和流場(chǎng)特征，獲得了距