淺窄航道船舶興波阻力數(shù)值計(jì)算.pdf

1、隨著現(xiàn)代船舶的高速化與大型化,航道水深相對變小,航道寬度相對變窄,使內(nèi)河航道成為淺窄航道.當(dāng)船舶在限制水域中航行時(shí),航道的水底及岸壁對船舶興波阻力有較大的影響,為了設(shè)計(jì)在內(nèi)河航道中具有較好阻力性能的高速船舶,研究淺窄航道對興波阻力的影響有重要的實(shí)際意義.本論文應(yīng)用Rankine源一階面元法數(shù)值計(jì)算船舶在淺窄航道中作勻速直航運(yùn)動(dòng)時(shí)的非線性興波阻力.基于勢流理論,采用在船體表面、自由表面以及岸壁分布Rankine源來表達(dá)流場速度勢,利用迭代

2、方法滿足非線性自由面邊界條件,采用映像法滿足水底邊界條件,采用網(wǎng)格錯(cuò)位法滿足輻射條件;即將自由面的源層上置一定的高度,并用點(diǎn)源來代替面元上的源分布,同時(shí)使點(diǎn)源相對于對應(yīng)的自由面配置點(diǎn)向后錯(cuò)位一定的距離.然后通過在各個(gè)邊界面滿足相應(yīng)的邊界條件來求出源強(qiáng),進(jìn)而得到所求的興波阻力.采用上述方法,本文以數(shù)學(xué)船型Wigley船為例進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算.在深水條件下,計(jì)算了在航道中航行的船舶的興波阻力,將結(jié)果與他人公開發(fā)表的計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較,吻合程度

3、較好,驗(yàn)證了本程序的可靠性.考慮在淺水的條件下,改變航道寬度參數(shù),得到相應(yīng)條件下的興波阻力,通過分析船舶興波阻力系數(shù)與航道寬度之間的關(guān)系,得到航道寬度變化對興波阻力的影響.依據(jù)由本文計(jì)算結(jié)果繪制成的曲線,可以為在船模阻力試驗(yàn)中如何確定合適的船模尺寸提供一些參考.考慮到實(shí)際的航道岸壁大多為傾斜岸壁,為增強(qiáng)本方法的實(shí)用性,在上述基礎(chǔ)上,通過改變航道岸壁的傾斜角度,計(jì)算船舶在不同航道寬度情況下的興波阻力,由興波阻力系數(shù)與岸壁傾角之間的關(guān)系分析