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基于全非线性边界元方法的船舶波浪增阻数值模拟及特性研究
| 论文题名： | 基于全非线性边界元方法的船舶波浪增阻数值模拟及特性研究 |
| 关键词： | 船舶;波浪增阻;数值模拟;全非线性边界元方法 |
| 摘要： | 出于能够设计出更加优秀船舶的目的，需要较为准确地计算出船舶在海况中航行时的波浪增阻。然而船舶在实际海况下航行时的运动状态以及波浪增阻涉及到较为复杂的水动力学方面理论研究，本文基于边界元方法，在时域中建立三维船体和波浪相互耦合作用的全非线性数学模型，开发弹性网格技术、光顺技术、自由液面大变形的处理技术和浮体与波浪相互作用的解耦方法等，给出有效地模拟全非线性边界条件下船舶在波浪中运动的计算方法。本课题的研究内容主要包括以下几个方面: 1)全非线性条件下船舶波浪增阻计算方法研究，基于三维势流理论，建立了一种基于三维势流理论的全非线性方法。该方法分离入射势与扰动势，入射势由平面进行波给定，扰动势则通过同时考虑自由面非线性与物面非线性，采用Rankine源边界元法求解。引入辅助函数解耦刚体运动方程中的运动与载荷，计算模型的时域更新通过四阶龙格库塔方法实现。 2)采用全非线性边界元方法研究了WigleyⅢ船型的静水兴波阻力与波浪增阻，通过与他人试验结果对比，验证了计算方法的准确性;在此基础上给出了某舰船的运动响应以及阻力时历曲线;并且对不同航速、不同波浪参数下船舶波浪增阻进行了计算分析，给出了船体运动、兴波特性、水动压力分布以及波浪增阻变化特征。 |
| 作者： | 成豪 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 孙士丽;蔡斯渊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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