潛艇二階波浪力數(shù)值預(yù)報方法研究.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，得到工程上較為實用的潛艇二階波浪力的預(yù)報方法。通過對潛艇規(guī)則波中受到的二階定常力與倍頻力的計算，為潛艇的設(shè)計和航行過程中的狀態(tài)控制提供指導(dǎo)。
　　由于艇體細(xì)長,空間速度勢數(shù)值求解有一定的困難,由基于細(xì)長體假設(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)行計算。
　　首先，基于二階勢流理論，由小參數(shù)正則攝動法與格林函數(shù)積分方程法，得到求解二維剖面一階、二階各速度勢(輻射、繞射勢)的第二類 Fredholm積分方程。在積分方程中計及非線性自由面的條件與非線性的物面條件。本文通過對非線性自由面條件的合理求解，確定了在自由表面分布壓力的有效范圍，并對二階繞射勢的求解做了詳細(xì)說明。
　　其次，由Pinkster的近場法理論，

3、在二階波浪力(定常力、倍頻力)的計算中考慮到二維剖面橫蕩、升沉、橫搖，繞射(2,3,4,7)模態(tài)下速度勢自身耦合，及相互耦合對二階波浪力的影響，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、二階波浪力計算結(jié)果與日本Kyozuka的模型實驗及理論計算結(jié)果分析比較，驗證了數(shù)值程序計算結(jié)果的可靠性。
　　最后,由文中建立的波浪力數(shù)學(xué)模型，對某一公開的潛艇