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船行波对水中直立圆柱作用的数值模拟

计算力学学报 2007年第3期24卷 352-357页

作者：安红伟宗智董国海王永学大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连理工大学船舶与海洋工程辽宁省高校重点实验室

针对船行波对水中直立圆柱的作用进行了数值计算。主要包括船行波的计算以及波浪对水中直立圆柱的作用。对于船行波的计算应用薄船理论和Noblesse给出的格林函数的简化形式,计算出Wigley船型在静水中匀速直线运动产生的船行波的远场解... 详细信息

针对船行波对水中直立圆柱的作用进行了数值计算。主要包括船行波的计算以及波浪对水中直立圆柱的作用。对于船行波的计算应用薄船理论和Noblesse给出的格林函数的简化形式,计算出Wigley船型在静水中匀速直线运动产生的船行波的远场解。以该船行波为入射波,应用Rankine源方法对船行波对水中直立圆柱的作用力及力矩进行了数值计算,得出了船只经过圆柱周围时圆柱的受力情况,对计算结果进行了定性的分析。

关键词：薄船理论格林函数 Rankine源方法船行波

正交设计法与回归分析相结合对高速三体船侧体参数优化

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船舶力学 2008年第5期12卷 716-726页

作者：郦云卢晓平董祖舜海军工程大学船舶与海洋工程系武汉430033

基于高速三体船线性兴波阻力离散点源型数值计算方法,用正交设计法初步优选侧体主尺度参数和布局参数,进一步将模长限制的多元正交回归计算方法与正交设计法结合,得到了单位排水量总阻力关于侧体布局和主尺度参数的回归公式,据此探讨了... 详细信息

基于高速三体船线性兴波阻力离散点源型数值计算方法,用正交设计法初步优选侧体主尺度参数和布局参数,进一步将模长限制的多元正交回归计算方法与正交设计法结合,得到了单位排水量总阻力关于侧体布局和主尺度参数的回归公式,据此探讨了高速三体船侧体布局和主尺度参数优化问题。

关键词：船型优化薄船理论高速三体船正交设计法回归分析

基于兴波理论与阻力图谱资料的高速双体船阻力预报方法

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船舶力学 2006年第5期10卷 17-23页

作者：赵连恩杜振煌应业炬浙江海洋学院

在原苏联“方尾图谱”重分析和改进的基础上[1],基于兴波阻力的薄船理论与船模试验数据的结合,提出用兰金(Rankine)体的波幅函数代替实际船型的波幅函数,以确定双体船片体间的阻力干扰因子,从而计算得到双体船的兴波阻力。整个计算过程... 详细信息

在原苏联“方尾图谱”重分析和改进的基础上[1],基于兴波阻力的薄船理论与船模试验数据的结合,提出用兰金(Rankine)体的波幅函数代替实际船型的波幅函数,以确定双体船片体间的阻力干扰因子,从而计算得到双体船的兴波阻力。整个计算过程直接使用Microsoft Excel,对新方尾单体船电子阻力数据执行查值和进行主要影响系数的修正计算,粘性影响修正与总阻力计算;进行不同尺度的快速性方案比较,以及确定高速单体船或高速双体船的总阻力与有效功率曲线。通过WP60穿浪双体船一算例与船模试验结果的比较表明,该方法是一种实用、高效、灵活、便捷和可靠的计算方法。

关键词：高速双体船阻力计算方尾阻力重分析图谱薄船理论波幅函数兴波阻力理论电子阻力图表

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船行波的计算及其对水中直立圆柱的作用

船行波的计算及其对水中直立圆柱的作用

作者：安红伟大连理工大学

学位级别：硕士

本文的工作主要分为三个方面,格林函数的计算,船行波的计算以及船行波对水中直立圆柱的作用。首先对Noblesse给出的格林函数进行了计算,并对格林函数的远场项和近场项分别进行了分析,得到了格林函数远场项和近场项的波形。在此基础上... 详细信息

本文的工作主要分为三个方面,格林函数的计算,船行波的计算以及船行波对水中直立圆柱的作用。首先对Noblesse给出的格林函数进行了计算,并对格林函数的远场项和近场项分别进行了分析,得到了格林函数远场项和近场项的波形。在此基础上应用薄船理论对Wigley船型的船行波进行了计算,并根据格林函数远场项和近场项的特性,在忽略近场项的前提下,推导了薄船的远场速度势的解析表达式,并给出了相应的计算结果。同时还对双体船的船行波以及直立岸堤对船行波的影响做了介绍。本文中第二部分内容为在势流理论的基础上(忽略流体粘性的影响),应用满足线性自由表面条件的格林函数的边界元方法(Kelvin源)对船行波进行计算。推导了边界积分方程并给出了水线积分的处理方法。在波面形状计算过程中推导了格林函数的二阶导数。应用该方法计算了水中固定截断圆柱的绕流现象,以及“胖首船”的兴波。并对比了“胖首船”与船首较窄的船型的兴波特性,对两种情况下的船首波的区别做出了对比和分析。另外该方法可以用于任意物体定常运动的线性兴波问题,包括潜体的兴波问题。本文的第三部分内容为计算船行波对水中直立圆柱的作用(忽略圆柱产生的绕射势对船体的影响)。该问题主要包括两个方面:船行波的计算和波浪对结构物的作用。对于船行波则采用前两章中的计算结果作为入射波。对于波浪与圆柱的作用则采用Rankine源(常数元)方法。首先计算了规则波与直立圆柱的作用,并应用解析解来检验数值方法的精度,得到满意的结果。对于自由表面上的绕射势的导数则通过4阶的Adams-Bush差分格式求解。然后应用前面所求得的船行波作为入射波,在时域内对圆柱周围的散射势进行求解。并对圆柱的受力和力矩进行计算,对结果的分析表明该方法可以对此类问题进行较好的预测。

关键词：格林函数薄船理论船行波 Rankine源 Kelvin源边界元

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三体船布局对阻力影响的初步研究

三体船布局对阻力影响的初步研究

作者：詹栋梁哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文研究了具有对称侧体的高速排水型三体船的侧体布局对阻力的影响。首先利用Michell积分对侧体位置对兴波阻力影响做初步探讨。对各种速度情况,在上述侧体布局对兴波阻力影响的研究中选取两个典型的傅汝德数,Fr=0.30749和Fr=0.61498,... 详细信息

本文研究了具有对称侧体的高速排水型三体船的侧体布局对阻力的影响。首先利用Michell积分对侧体位置对兴波阻力影响做初步探讨。对各种速度情况,在上述侧体布局对兴波阻力影响的研究中选取两个典型的傅汝德数,Fr=0.30749和Fr=0.61498,然后用Realizable k-ε涡粘模型数值模拟侧体布局对总阻力的影响。文中利用NURBS曲面拟和6个纵向偏距、5个横向偏距共30个侧体位置的总阻力模拟结果,并做出总阻力随侧体位置变化的等值线。作者把湍流数值模拟的总阻力等值线,压阻力等值线与薄船理论算出的兴波阻力等值线进行比较,分析并讨论三体船侧体位置的布局对总阻力,兴波阻力,粘压阻力的影响。分析结果表明薄船理论计算出的兴波阻力等值线大体上和FLUENT湍流数值模拟的总阻力等值线变化趋势一致,这说明无论是薄船理论还是湍流数值模拟都可以定性地反映侧体布置位置对三体船兴波阻力的影响。通过比较压阻力等值线和兴波阻力等值线可以看出,当侧体的横向偏移较小时,随着侧体位置的变化,兴波阻力和压阻力的变化趋势基本一致,当横向偏移较大时,兴波阻力与压阻力变化趋势有一定的差别,这说明粘压阻力这时变化明显,与兴波阻力变化规律不相同。通过湍流数值模拟得出的侧体位置对阻力的影响的规律和国内外相关文献发表的侧体布局规律一致,这说明利用本文所采用的边界条件、网格生成方法和Realizable k-ε涡粘模型计算侧体位置对总阻力的影响具有一定的可信度,可用于船型的阻力预报估算并且可为三体船阻力性能的研究分析和布局优化分析提供一定的参考和依据。

关键词：三体船侧体布局数值模拟薄船理论粘性CFD-FLUENT

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低波阻五体船船型和构型优化研究

低波阻五体船船型和构型优化研究

作者：刘昌明哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

五体船作为一种高性能船舶,发展前景良好。五体船的中体与前后两对侧体间存在着复杂的兴波干扰,且各侧体的线型、布局等变化与其兴波阻力密切相关。本文探讨了五体船兴波阻力计算方法,探讨了船型、前后片体布局变化对兴波干扰的影响,寻... 详细信息

五体船作为一种高性能船舶,发展前景良好。五体船的中体与前后两对侧体间存在着复杂的兴波干扰,且各侧体的线型、布局等变化与其兴波阻力密切相关。本文探讨了五体船兴波阻力计算方法,探讨了船型、前后片体布局变化对兴波干扰的影响,寻找了有关规律,给出了对优化五体船的船型及其构型有参考价值的结论,具体分为如下几部分内容:一、本文基于Noblesse新细长船理论和Michell薄船理论,编制了船舶兴波阻力计算程序,分析了两种方法之间的适用范围和共性,为进一步将这两种方法应用于多体船兴波阻力计算奠定了基础。二、基于Noblesse新细长船理论和Michell薄船理论,给出了三体船兴波阻力计算公式,并以wigley三体船为例计算了三体船兴波阻力,并将两种方法计算结果与试验值比较,证明了所给计算方法和编制程序的正确性,探讨了两种方法预报兴波干扰的适用范围和不足。三、基于Noblesse新细长船理论和Michell薄船理论,给出了五体船兴波阻力计算公式,讨论了Wigley五体船的后侧体主尺度的改变对于兴波阻力的影响,前、后侧体布局对于兴波干扰的影响,基于枚举法给出了片体布局的有关规律。四、以小水线面船型作为五体船的主体,以细长体作为前、后侧体,改变前、后侧体的船型和布局来计算兴波阻力,研究这些因素对于小水线面五体船兴波干扰和兴波阻力的影响。

关键词：五体船兴波阻力新细长船理论薄船理论片体布局

用Rankine波幅函数预报高速三体／五体船主体与侧体的兴波阻力干扰

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船舶力学 2008年第4期12卷 529-538页

作者：应业炬赵连恩浙江海洋学院浙江舟山316004

基于兴波阻力的薄船理论,作者曾提出用兰金体波幅函数(RWAF)代替实际船型的波幅函数,确定了高速双体船片体间的阻力干扰因子,从而可计算得到双体船的兴波阻力。本文将该方法用于高速三体船侧体与主体之间的兴波阻力干扰计算,以探讨主、... 详细信息

基于兴波阻力的薄船理论,作者曾提出用兰金体波幅函数(RWAF)代替实际船型的波幅函数,确定了高速双体船片体间的阻力干扰因子,从而可计算得到双体船的兴波阻力。本文将该方法用于高速三体船侧体与主体之间的兴波阻力干扰计算,以探讨主、侧体尺度及相对位置变化对于兴波阻力干扰因子τO、τOM的影响及其变化规律。基于这一研究结果,可实现用单体船阻力的实验资料,经过侧体、主体间的兴波干扰影响理论修正,来估算高速三体船的阻力;同时可用于对于最小阻力三体船片体尺度与布局之优化。

关键词：高速三体薄船兴波阻力计算薄船理论 Ranklne波幅函数兴波阻力理论兴波干扰因子

重力式网箱浮架结构在船兴波作用下的受力研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2011年第2期26卷 167-176页

作者：舒开连孙雷董国海赵云鹏大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学船舶与海洋工程学院工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

基于质量集中法将浮架结构离散成多个微元,根据薄船理论并运用边界元方法计算船舶兴波,同时采用莫里森方程对重力式网箱浮架结构在船兴波作用下的受力特性进行了数值模拟。为了验证该文计算方法,分别将薄船理论与非线性理论,以及浮架受... 详细信息

基于质量集中法将浮架结构离散成多个微元,根据薄船理论并运用边界元方法计算船舶兴波,同时采用莫里森方程对重力式网箱浮架结构在船兴波作用下的受力特性进行了数值模拟。为了验证该文计算方法,分别将薄船理论与非线性理论,以及浮架受力的数值计算与实验数据进行了对比。同时对船速、船长、船宽和间距等因素对浮架受力特性的影响进行了进一步的研究与分析。

关键词：船舶兴波薄船理论重力式网箱浮架结构莫里森方程

用线性兴波阻力理论计算穿浪双体船的兴波阻力

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海军工程大学学报 2002年第3期14卷 53-58页

作者：陈军卢晓平海军工程大学船舶与海洋工程系湖北武汉430033

以线性兴波阻力理论 (薄船理论 )Michell型兴波阻力计算公式为基础 ,结合穿浪双体船的船型特点 ,建立了一次和二次简化的Michell型兴波阻力计算公式 ,并以此简化公式计算了某穿浪双体船WPC×××的兴波阻力 .将计算结果与马丁法计算结... 详细信息

以线性兴波阻力理论 (薄船理论 )Michell型兴波阻力计算公式为基础 ,结合穿浪双体船的船型特点 ,建立了一次和二次简化的Michell型兴波阻力计算公式 ,并以此简化公式计算了某穿浪双体船WPC×××的兴波阻力 .将计算结果与马丁法计算结果进行了比较 ,并探讨了兴波阻力规律及片体间距对WPC兴波阻力的影响规律 .

关键词：线性兴波阻力理论穿浪双体船薄船理论简化 Michell型公式