【摘要】：在綠色船舶、安全船舶的發(fā)展趨勢下,國際海事組織先后提出EEDI(Energy Efficiency Design Index,能效設(shè)計(jì)指數(shù))和最小推進(jìn)功率導(dǎo)則,前者中的失速系數(shù)fw直接影響到船舶的EEDI核算能否通過,后者需要船舶在風(fēng)浪中保證一定航行速度。船舶波浪增阻一方面是影響失速系數(shù)的主要因素,另一方面也是核準(zhǔn)船舶最小推進(jìn)功率的重要組成部分。為此,本文基于泰勒展開邊界元方法進(jìn)行了波浪增阻的計(jì)算方法研究。首先給出了有航速迎浪狀態(tài)下的定解問題。本文在使用的泰勒展開邊界元方法(TEBEM)中加入了匹配技巧,外域使用時(shí)域格林函數(shù)以順利的外傳波浪;Qg域使用泰勒展開方法以更精確的求解非光滑邊界速度勢及其導(dǎo)數(shù)。在速度勢及其導(dǎo)數(shù)求解完成后,使用伯努利方程在船體表面對壓力積分得到一階力,之后使用四階龍格庫塔積分求解船舶垂蕩、縱搖運(yùn)動,最后在船體表面再次使用伯努利積分以得到二階平均波漂力,即要求的波浪增阻值。第二,以KCS集裝箱船、KVLCC2油船為例進(jìn)行TEBEM法數(shù)值方法的初步驗(yàn)證,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值、其他數(shù)值方法相比較驗(yàn)證,證明該方法對運(yùn)動及波浪增阻求解有效。并對這兩條船進(jìn)行各增阻成分、船體各部分對增阻貢獻(xiàn)的對比。第三,使用TEBEM法對具有代表性的三條船:肥大型船KVLCC2、大外飄型船KCS、集裝箱船S175進(jìn)行了計(jì)算。將計(jì)算過程中用到的參數(shù)分為空間類離散參數(shù)、時(shí)間類離散參數(shù)以及自由面條件假設(shè)參數(shù),并各自獨(dú)立的進(jìn)行收斂性計(jì)算分析。最終得到了一組通用的,兼顧計(jì)算精度和計(jì)算效率的無因次化參數(shù)。之后取這組無因次化參數(shù),對兩條船進(jìn)行各增阻成分項(xiàng)的拆分比較,以初步驗(yàn)證這組無因次化參數(shù)的有效性。第四,將上述的無因次化參數(shù)固定后,求解另外三條標(biāo)模船:Wigley船、方型系數(shù)0.7的Series60船、DTC船,并將計(jì)算結(jié)果與另外數(shù)值方法、實(shí)驗(yàn)值相比較。證實(shí)了這種固定無因次離散參數(shù)的方法對求解波浪增阻問題是實(shí)用有效的。第五,將TEBEM法計(jì)算結(jié)果與CFD方法、日本經(jīng)驗(yàn)公式、STF/半經(jīng)驗(yàn)公式方法的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比,證明了本文使用的方法在滿足工程計(jì)算時(shí)間要求的前提下,有較好的計(jì)算精度。
【圖文】：

610 00, 0j Ij j j Hjd tn m S t nn 在初始條件的遠(yuǎn)方輻射條件實(shí)際求解中加入了匹配技巧，實(shí)際求解過程中，邊界條求解非定常速度勢題中第一關(guān)鍵問題是遠(yuǎn)方輻射條件的實(shí)施。與常規(guī)有航用時(shí)域格林函數(shù)法外傳擾動波，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方邊界無反射目度勢。一般有航速時(shí)域定常勢的求解方法。本節(jié)給出利用匹配問題的過程�？紤]船舶以恒定速度迎浪向前行駛，取平動 z 軸垂直向上，水深無限，船速 u 沿著 x 方向運(yùn)動。坐標(biāo)

最終得到了一組無因次化的離散參數(shù)值，并將其寫數(shù)，以待后續(xù)的驗(yàn)證。CC2船、KCS船的主尺度等信息在第三章已經(jīng)進(jìn)行了介紹。S175船代表。同樣屬于外飄船，但是外飄程度低于 KCS 船。其主尺表4.1 S175船的主尺度兩柱間長 L 175.0m船寬 B 25.4m型深 15.4m吃水 T 9.5m方形系數(shù) 0.5859排水體積 24742.5m3心垂向位置（距水線面） -1.0m了 S175 船體水線以下部分橫剖線示意圖。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U661.311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2614519