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原文传递船岸水动力干扰数值研究

论文题名：	船岸水动力干扰数值研究
关键词：	船舶靠岸航行;水动力干扰;岸壁效应;势流理论;数值模拟
摘要：	随着经济的发展和科学技术水平的提高，船舶向着大型化方向的发展，船舶的主尺寸不断增大，大型船舶在很多航道、港口航行靠泊时，这些水域的宽度会相对变窄，水深会相对变浅，成为限制水域。船舶在限制水域中航行时，会受到岸壁效应的影响，与敞水区域相比，其水动力的特点会发生显著的变化，会受到额外的横向力及转首力矩作用，如果不采取合理的操纵措施，可能会造成船岸相撞或船体触底等碰撞事故，危害航行安全。因此研究船舶在限制水域中航行时的受到的水动力作用具有重要的意义。本文的主要工作如下: 　　(1)对本文所采用数值方法的可靠性进行了验证。通过模拟船舶在敞水区域航行进行数值方法可靠性验证并与试验结果进行了对比，数值模拟中采用了三套不同尺寸的网格并对网格收敛性、数值结果收敛性做了进一步分析。　　(2)采用基于求解RANS方程的数值方法对船舶在限制水域中的航行情况进行了模拟，其中湍流现象的模拟采用SSTk-ω模型，自由面兴波现象模拟采用VOF方法。采用上述方法对是否计及自由液面、粘性的影响及不同航速、船岸距离、水深、岸壁形式等情况对船舶靠近岸壁航行情况进行了模拟。　　(3)对自由液面、粘性、航速、船岸距离、水深、岸壁形式等因素对船舶靠近岸壁航行的水动力的影响进行了分析，探究了上述情况下船舶靠岸航行时岸壁效应的规律，可以为船舶操纵与航道设计提供参考。　　(4)采用势流理论模拟了船舶沿岸壁航行，对船舶在不同船岸距离时几种CFD方法与势流结果进行了对比，探究了船岸距离对几种数值方法精度的影响，得到了基于相同假设下两种不同理论的数值方法特性。
作者：	马士平
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	周学谦
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021