船舶水動(dòng)力系數(shù)計(jì)算及在規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào).pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展，船舶作為各國(guó)貿(mào)易往來的重要交通運(yùn)輸工具，正朝著大型化、高速化和多樣化發(fā)展。而航道中船舶數(shù)量的增加使航道變得越來越擁擠，導(dǎo)致事故不斷發(fā)生。另一方面，在航行時(shí)由于受到風(fēng)、浪、流的影響，船舶不可避免的發(fā)生搖蕩，如果在此時(shí)，出現(xiàn)了一些致命的操作失誤那將造成嚴(yán)重的后果。因而船舶操縱性和耐波性與船舶航行安全密切相關(guān)，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)報(bào)。
　　 在船舶設(shè)計(jì)階段采用CFD技術(shù)對(duì)船舶的水動(dòng)力性能和在波浪中的運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行預(yù)報(bào)，這對(duì)船

2、舶的生產(chǎn)建造具有極大的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展和大量應(yīng)用，船舶CFD的計(jì)算能力也隨之增強(qiáng)，計(jì)算方法也不斷的推陳出新，計(jì)算精度也在不斷的提高。這使得船舶CFD技術(shù)對(duì)船舶優(yōu)化設(shè)計(jì)的作用也越加的重要，越來越有取代一部分船模試驗(yàn)的趨勢(shì)。
　　 本文以ITTC推薦的S－175集裝箱船的船模為研究對(duì)象，首先CFD方法對(duì)該船模進(jìn)行阻力預(yù)報(bào)，采用SIMPLEC算法求解壓力速度耦合方程組，二階迎風(fēng)格式離散對(duì)流項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)求解近

3、壁面區(qū)域流動(dòng)，分別采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε，RNG k-ε以及SSTk-ω模型計(jì)算不同來流速度下S-175試驗(yàn)船模直航阻力系數(shù)。然后采用CFD方法模擬船模純橫蕩運(yùn)動(dòng)、純搖艏運(yùn)動(dòng)，獲得了相關(guān)水動(dòng)力系數(shù)。其中考慮到計(jì)算的復(fù)雜性，忽略自由表面興波、附體和船模浮態(tài)的改變。最后基于三維線性勢(shì)流理論，運(yùn)用流體動(dòng)力學(xué)軟件HYDROSTAR，討論了低速航行船舶擾動(dòng)流場(chǎng)速度勢(shì)的定解條件，并描述了采用擴(kuò)展的邊界積分方法消除不規(guī)則頻率現(xiàn)象，根據(jù)剛體受力原理建立船舶運(yùn)動(dòng)