原文传递
内河航道中船行波及其爬高的数值模拟
| 论文题名： | 内河航道中船行波及其爬高的数值模拟 |
| 关键词： | 内河航道;船行波;爬高;波高;数值模拟 |
| 摘要： | 船行波是一项历久弥新的课题。近250年间，国内外学者从不同的角度对船行波开展研究，成果成功应用于预报船舶阻力、削弱消除船舶尾迹、控制海上补给时的船间干扰等。近些年，随着内河航道的开发，船行波引起的堤岸侵蚀、对航道内浮式结构物的不利干扰等问题日益严重。与船行波威胁密切相关的船行波特征波高、在岸坡上爬高的预报模型在普遍适用性方面尚存在局限性。本文根据内河航道内船行波传播、岸边反射和爬高研究的需求，基于CFD软件的二次开发，建立内河航道中船行波的数值模拟方法。基于不可压缩粘性流体流动模型，采用的控制方程包括描述流体运动的连续方程和RANS方程、求解流体比例分数F的输运方程、以及RNG k-￡湍流模型方程。 首先对船行波的数值模型进行了验证。其一是对DTMB5415船型的兴波进行了数值模拟，主要关注DTMB5415船型的阻力和到船舶中纵剖面不同距离处的水位；其二是针对普通商用船型在上海市泐马河航道中航行的兴波现场试验，实现了船行波爬高的数值模拟，船行波在河岸壁上爬高与回落的计算结果得到现场观测数据的验证。验证计算结果表明，本论文采用的数值模拟方法可较好地模拟船行波传播、岸壁反射和爬高。 影响船行波特征波高和爬高的因素很多，从类别上可分为环境因素（水流、航道水深、斜坡倾角等）和船舶因素（船舶航速、吃水、流线型等)。其中船舶航速、吃水、航道水深、斜坡倾角是影响船行波波高和爬高的关键因素。通过系列数值模拟，揭示了船行波在直立式岸壁和斜坡式岸壁约束水域中水波反射过程的波面特征和流场特征，获得了距离航线不同距离的船行波特征波高和在岸坡上爬高与回落的最大值，给出了船舶吃水、航速和航道岸坡倾角对特征波高以及最大爬高与回落的影响规律，初步建立了船行波特征波高和爬高经验公式。 |
| 作者： | 李志松 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 吴卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
