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原文传递排水型高速船舶尾浪的数值研究

论文题名：	排水型高速船舶尾浪的数值研究
关键词：	高速排水型船舶;船舶尾浪;波幅谱函数;数值模拟
摘要：	现代交通运输发展的趋势之一是水路运输高速化和船舶大型化，船舶的大型化、高速化是追求高效率的必然结果。从国内目前已投入营运的高速船舶的航行性能来看，一个较普遍的问题是尾浪高。过高的尾浪会掀翻小船、引起堤脚掏空、岸滩剥蚀、危及水工建筑等。如何降低高速船的尾浪，已成为船舶工程界及航运部门关注的焦点之一。航行尾浪小或船行波波能小已成为限制水域中高速船舶或大型船舶能够正常营运的必要条件之一。　　本文采用近、远域结合的方法，对高速排水型船舶的尾浪进行了数值计算。　　本文采用基于NUBRS的高阶Rankine源方法对船舶的近场兴波问题进行了数值计算，基于NURBS的高阶面元法是一种高精度的广义边界元法，它将船体表面、自由面以及各待求物理量表达为整块或数块n阶连续曲面，具有很好的数值性态，在计算过程中，直接的变量变成了源强分布曲面的控制顶点。本文采用的是自由面奇点上置的域外奇点法，可方便的通过配置点移动的方式从数值上满足辐射条件，通过在方尾处施加流体从船体方尾下缘光滑分离的切向条件来满足方尾条件。　　在船后一定距离之外，船行波可近似看成谐波，其波高可表为某一元函数，即所谓的波幅谱函数。根据这一特点，对近场计算的结果进行波形分析，推算波幅谱函数，从而获得大范围的远场尾浪的数值模拟结果。文中还对求解波幅谱函数的傅氏变换法和等价奇点法分别在深水、浅水条件下的船舶尾浪问题中的应用进行了探讨。　　本文选取高速NPL船型和Wigley船型为计算算例，对深水、浅水状态下的NPL单体船、双体船以及三体船的尾浪进行了数值计算，通过改变船型参数，如长宽比L/B、宽度吃水比B/T、双体船片体间距等，探讨了船型参数对尾浪的影响规律。计算结果与试验结果的比较表明，计算结果合理。
作者：	周利兰
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	陈克强;高高
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文