原文传递
浅水航道中两船间水动力相互干扰的数值计算
| 论文题名： | 浅水航道中两船间水动力相互干扰的数值计算 |
| 关键词： | 浅水航道;船舶航行;水动力干扰;计算流体力学;数值模拟 |
| 摘要： | 随着内河运输船舶的大型化和高速化发展，船舶航行时的安全性问题和环保问题吸引了越来越多的关注。由于浅水、岸壁等影响，内河航道中船船间的相互影响更为复杂。一方面，船舶在内河航道、近岸水域航行时，这些水域相对于船舶而言航道宽度更窄、水深更浅，浅水效应更明显；另一方面，随着贸易结构的进一步优化，在港口处装卸货物的船只增多，港口与航道内的船舶往来越来越频繁，船船间的相互作用也更频繁、更显著。针对这些问题，本文应用计算流体力学软件STAR-CCM+，通过求解RANS（Reynolds-averaged Navier-Stokes）方程对浅水中航行船经过停泊船及两船追越时船船间水动力干扰进行数值模拟，在计算中采用两方程湍流模型封闭RANS方程，采用切割体网格离散计算域，采用重叠网格技术进行船舶运动时的网格更新，采用VOF（Volume of Fluid）方法处理自由液面。 论文首先通过将计算结果与试验结果对比、时间步长收敛性分析、网格收敛性分析、湍流模型的讨论，对本文采用的数值计算方法的可行性和计算结果的准确性进行了分析。然后，针对航行船经过停泊船问题，对不同航行船航速、两船横向间距、航道水深、排水量比、岸壁、码头等条件下两船间水动力干扰进行了计算，探讨了以上因素对船船间水动力干扰的影响规律。最后，针对两船追越问题，以某典型内河油轮为研究对象，讨论了两船横向间距、航道水深、两船航速比、岸壁、浮泥对两船发生追越时的水动力相互作用的影响规律，并基于数值计算结果建立了适合本文研究船型的力和力矩估算模型。 论文工作对浅水航道中船舶安全操纵与控制具有一定的指导意义，可为内河船舶安全航行提供参考。 |
| 作者： | 盛欣磊 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 周利兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
