本文基于Neumann-Michell（NM）線性勢流理論研究了深水中單體船的定常興波問題。NM理論已被廣泛驗(yàn)證能夠快速、準(zhǔn)確預(yù)報船體的興波阻力,這些特點(diǎn)非常適合船型設(shè)計和優(yōu)化。簡單的NM線性理論沒有考慮航行姿態(tài)（升沉、縱傾）對阻力的影響,也沒有考慮非線性對船舶流場的影響。因此,本文對NM理論進(jìn)行了以下拓展:（i）給出了實(shí)用的方法來預(yù)報船體航行姿態(tài),并可直接用于阻力預(yù)報;（ii）對NM理論進(jìn)行非線性修正,并研究非線性對航行姿態(tài)、阻力以及波形的影響,使NM理論對船體定常興波的預(yù)報結(jié)果更為合理。本文給出的方法實(shí)用、高效,對NM理論的這些拓展,僅需少量（簡單的）額外的水動力計算,甚至不需要額外的水動力計算,很適合于船舶的初步設(shè)計和船型優(yōu)化。此外,本文也對高速船船行波的至高波（波幅最高的波）波系進(jìn)行了研究,給出了至高波波長的實(shí)用解析關(guān)系式,并以此探索分析了至高波波長特征,進(jìn)一步揭示了船行波的特點(diǎn),研究內(nèi)容進(jìn)一步豐富了經(jīng)典的Kelvin船行波理論。本文研究的內(nèi)容都與定常興波問題直接相關(guān)。航行姿態(tài)對船體阻力影響的實(shí)用預(yù)報方法:航行姿態(tài)對船體阻力存在影響,高速航行時尤為明顯。因此,在船體設(shè)計和船型優(yōu)... 

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 定常興波問題
        1.2.2 升沉和縱傾
        1.2.3 非線性的影響
        1.2.4 高速船至高波
    1.3 本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文的主要工作
        1.3.2 本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 Neumann-Michell理論
    2.1 引言
    2.2 邊界積分表達(dá)式及其線性化
        2.2.1 坐標(biāo)系與參數(shù)的定義
        2.2.2 基本的邊界積分表達(dá)式
        2.2.3 線性化的速度勢表達(dá)式
        2.2.4 Neumann-Michell一致的線性理論
    2.3 NM理論的速度勢表達(dá)式
        2.3.1 速度勢中的近場項(xiàng)和波浪項(xiàng)
        2.3.2 波浪項(xiàng)
        2.3.3 Neumann-Michell速度勢表達(dá)式
        2.3.4 速度勢表達(dá)式的簡化
        2.3.5 邊界積分方程以及迭代近似式
    2.4 數(shù)值計算應(yīng)用中的實(shí)用數(shù)學(xué)表達(dá)式
        2.4.1 Hogner速度勢中的近場項(xiàng)
        2.4.2 速度勢中的波浪部分
        2.4.3 水動力和波形
    2.5 本章小結(jié)
第三章 航行姿態(tài)的快速預(yù)報方法
    3.1 引言
    3.2 無迭代數(shù)值計算法
    3.3 回歸公式法
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)測量值
        3.3.2 舯升沉的回歸分析
        3.3.3 艉升沉的回歸分析
        3.3.4 回歸多項(xiàng)式
    3.4 本章小結(jié)
第四章 計及航行姿態(tài)的船體阻力預(yù)報
    4.1 引言
    4.2 計及航行姿態(tài)影響的船體阻力快速預(yù)報方法
    4.3 驗(yàn)證
    4.4 航行姿態(tài)對阻力的影響
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)的分析
        4.4.2 理論預(yù)報數(shù)據(jù)的分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 NM線性理論的非線性修正
    5.1 引言
    5.2 船側(cè)波的非線性修正方法
        5.2.1 線性和非線性的波高
        5.2.2 船艏波的有效波長參數(shù)
        5.2.3 預(yù)報有效波長參數(shù)的實(shí)用方法
        5.2.4 預(yù)報船側(cè)波的非線性修正方法
    5.3 水動壓力非線性項(xiàng)的影響
        5.3.1 水動壓力非線性項(xiàng)對航行姿態(tài)的影響
        5.3.2 水動壓力非線性項(xiàng)對興波阻力的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 高速船至高波的波長
    6.1 引言
    6.2 Kelvin的經(jīng)典分析
    6.3 主要興波角
    6.4 至高波的波長
        6.4.1 波長與波浪所在射線角的關(guān)系
        6.4.2 至高波的波長
    6.5 兩點(diǎn)興波模型
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文總結(jié)
        7.1.1 航行姿態(tài)的快速預(yù)報方法
        7.1.2 NM線性理論的非線性修正
        7.1.3 高速船至高波的波長
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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