數(shù)值波浪水池中船舶輻射繞射的數(shù)值模擬.pdf

1、船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)是船舶耐波性研究的主要內(nèi)容。船舶輻射搖蕩運(yùn)動(dòng)的附加質(zhì)量、阻尼系數(shù)以及船舶在波浪中所受波浪力的確定是準(zhǔn)確預(yù)報(bào)船舶在波浪中運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。目前關(guān)于船舶附加質(zhì)量與阻尼的計(jì)算大多是勢流方法和試驗(yàn)方法。勢流理論已廣泛應(yīng)用于切片理論方法、三維時(shí)頻域方法中計(jì)算波浪中船舶航行運(yùn)動(dòng)性能等，但勢流理論忽略了粘性也很難考慮非線性的影響，對強(qiáng)非線性運(yùn)動(dòng)的預(yù)報(bào)能力欠缺，若不加修正，其預(yù)報(bào)精度就不理想。試驗(yàn)方法往往需要進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的系列模型試驗(yàn)，成本高，而

2、且結(jié)果的準(zhǔn)確性易受測試設(shè)備的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬成為研究和解決問題的一種重要手段，采用基于粘性流理論的數(shù)值水池技術(shù)將是研究船舶水動(dòng)力學(xué)問題的一種更為直接和有效的方法，并具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　在較為系統(tǒng)地回顧和總結(jié)了目前國內(nèi)外研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，本文基于CFD方法，就航行船舶輻射與繞射問題展開了如下的研究工作：
　　首先基于CFD方法，建立了三維數(shù)值波浪水池，進(jìn)行了航行船舶輻射問題的數(shù)值模擬研究。模

3、擬了不同航速、不同頻率下 Wigley-Ⅲ船模的強(qiáng)制垂蕩和縱搖輻射運(yùn)動(dòng)，并給出了一種求解航行船舶輻射運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力系數(shù)的方法。船體運(yùn)動(dòng)的附加質(zhì)量與阻尼的計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。
　　其次進(jìn)行了航行船舶繞射問題的數(shù)值模擬研究。模擬了數(shù)值波浪水池中規(guī)則波浪的生成，數(shù)值消波采用人工阻尼消波方法。計(jì)算了在不同航速、不同波長規(guī)則波頂浪中約束的Wigley-Ⅲ船模所受的波浪力：縱蕩力、垂蕩力和縱搖力矩，計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)、勢流理論結(jié)果均吻