【摘要】：隨著綠色、安全、智能觀念的不斷提出,對限制水域內(nèi)船舶以及船舶間干擾問題的研究需求越來越迫切,特別是二階波浪載荷的影響不容忽視。對限制水域的模擬,需要一種簡便的方法實(shí)現(xiàn),而對于船舶這一具有尖角結(jié)構(gòu)物而言,需要一種有效的數(shù)值手段來提高拐點(diǎn)處切向速度的計(jì)算精度。因此,本文利用鏡像格林函數(shù)法模擬限制水域的邊界效應(yīng),同時,利用一階泰勒展開邊界元法能有效提高尖角處切向速度計(jì)算精度的優(yōu)勢數(shù)值求解邊界積分方程。根據(jù)不同限制邊界給出滿足干擾的鏡像格林函數(shù),數(shù)值上通過空間位置關(guān)系轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)物理上的鏡像虛體對船舶的影響,并給出不同干擾條件下的邊值問題。系統(tǒng)研究了淺水中兩船并行航行時相遇和超越情況下干擾力和干擾力矩的問題,數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)值和常數(shù)元、高階元的數(shù)值結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了方法的計(jì)算精度和有效性。并分析了水深變化、兩船橫向距離、兩船航速等因素對干擾力的影響。以滿足自由面條件的復(fù)雜頻域格林函數(shù)為基礎(chǔ),拓展到水池側(cè)壁干擾下零航速結(jié)構(gòu)物的一階、二階水動力問題。通過與試驗(yàn)值和分布源方法結(jié)果對比,證明該方法能有效處理尖角結(jié)構(gòu)物。對KVLCC2船模進(jìn)行水動力性能的研究,為物理試驗(yàn)提供指導(dǎo)手段。對物理水池干擾下的KVLCC2船模低航速波浪增阻進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,考慮了不同航速和水深對運(yùn)動響應(yīng)和波浪增阻的干擾。研究表明低航速下利用近場公式計(jì)算,水線積分項(xiàng)和速度平方項(xiàng)仍是波浪增阻的主要貢獻(xiàn)。
【圖文】：

圖1. 2 21世紀(jì)海上絲綢之路[3]圖1. 3 限制航道內(nèi)的船舶運(yùn)輸[4]伴隨著 EEDI 和最小推進(jìn)功率在船舶工業(yè)界的深入影響，淺水域內(nèi)低航速船舶波浪增阻的研究有了工程意義。中國船級社 CCS 和日本船級社 NK[5]曾針對研究該問題的現(xiàn)實(shí)意義給出提案：當(dāng)海上風(fēng)力增加，船舶向近岸靠攏躲避風(fēng)浪。但大型船舶在低航速下推進(jìn)功率不足，極易船舶失控而發(fā)生擱淺甚至碰撞破損。并對上述工況的可能性給出相應(yīng)評估，但并沒有給出完整的理論模型。因而，研究低速船在淺水波浪增阻的研究也就有了迫切的工程需求。本文主要針對上述三種限制水域內(nèi)的船舶水動力干擾問題開展研究，將在勢流范疇下，建立一種有效、簡便的理論模型，考慮平面邊界對船舶以及船舶與船舶之間的水動力干擾的工程問題，將其拓展到船舶水動力問題求解中去。1.2 淺水域兩船水動力干擾研究綜述一方面，船舶的頻繁運(yùn)輸推動了航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是在港口和內(nèi)河航道，船舶的密集程度逐漸增加，無論是過往船舶與航行船舶間的會遇、超越情況，抑或是過往

圖1. 2 21世紀(jì)海上絲綢之路[3]圖1. 3 限制航道內(nèi)的船舶運(yùn)輸[4]伴隨著 EEDI 和最小推進(jìn)功率在船舶工業(yè)界的深入影響，淺水域內(nèi)低航速船舶波浪增阻的研究有了工程意義。中國船級社 CCS 和日本船級社 NK[5]曾針對研究該問題的現(xiàn)實(shí)意義給出提案：當(dāng)海上風(fēng)力增加，船舶向近岸靠攏躲避風(fēng)浪。但大型船舶在低航速下推進(jìn)功率不足，極易船舶失控而發(fā)生擱淺甚至碰撞破損。并對上述工況的可能性給出相應(yīng)評估，但并沒有給出完整的理論模型。因而，研究低速船在淺水波浪增阻的研究也就有了迫切的工程需求。本文主要針對上述三種限制水域內(nèi)的船舶水動力干擾問題開展研究，將在勢流范疇下，建立一種有效、簡便的理論模型，考慮平面邊界對船舶以及船舶與船舶之間的水動力干擾的工程問題，將其拓展到船舶水動力問題求解中去。1.2 淺水域兩船水動力干擾研究綜述一方面，船舶的頻繁運(yùn)輸推動了航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是在港口和內(nèi)河航道，船舶的密集程度逐漸增加，，無論是過往船舶與航行船舶間的會遇、超越情況，抑或是過往
【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

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2620830