船-船非定常水動(dòng)力相互作用數(shù)值研究.pdf

1、船舶操縱性作為船舶重要的水動(dòng)力性能之一，因其與安全性密切相關(guān)，人們對(duì)其重視程度也越來越高。如今航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致了船舶密度的上升，航行船舶之間的距離變得更近，從而導(dǎo)致船舶在限制水域中的臨近航行變得不可避免。而當(dāng)兩船靠近航行時(shí)，相互之間會(huì)對(duì)其周圍流場產(chǎn)生影響，在船體上產(chǎn)生附加的橫向力和首搖力矩，影響船舶的正常操縱。同時(shí)，船舶的大型化發(fā)展又使得原有的港口、航道相對(duì)變窄、變淺，使岸壁和水底形成了限制水域，其岸壁和水底效應(yīng)對(duì)船舶間的水動(dòng)力相互

2、作用有著明顯加劇作用。以上各種因素造成的船舶操縱困難嚴(yán)重影響著船舶正常航行，甚至?xí)?dǎo)致海難事故。隨著如今人們對(duì)于海上安全和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸加強(qiáng)，對(duì)船舶間的水動(dòng)力干擾的正確預(yù)報(bào)和研究已變得非常重要。
　　本文使用CFD商業(yè)軟件FLUENT，通過求解RANS方程，對(duì)兩船在淺水域中沿平行航線有相對(duì)速度航行時(shí)的非定常粘性流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，計(jì)算了船舶所受的水動(dòng)力相互作用。通過加載UDF定義船舶運(yùn)動(dòng)，采用軟件自帶的動(dòng)網(wǎng)格方法中的鋪層（La

3、yering）方法并結(jié)合滑動(dòng)交界面技術(shù)解決物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的網(wǎng)格更新。論文將數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了所采用方法的有效性。隨后，針對(duì)水深、船間橫向間距、船舶尺度比和船舶的速度比等四個(gè)參數(shù)的變化進(jìn)行了計(jì)算，分析了這四種因素對(duì)于船間水動(dòng)力相互作用的影響。最后，論文就岸壁、水流和橋墩等其它因素對(duì)限制水域中兩船水動(dòng)力相互作用的影響情況進(jìn)行了數(shù)值研究。
　　本文所采用的方法能夠一定程度上對(duì)限制水域中的船-船之間的水動(dòng)力相互作用做出預(yù)報(bào)，