多体船型在静水中的兴波阻力研究

该文利用Michell线性兴波理论,从单体船的波谱函数出发,依据波谱函数的可叠加性推广到多体船,推导了单体船、双体船、三体船、四体船以及五体船的兴波阻力计算公式,给出了各种多体船型兴波干扰成分的研究,并将相关船型的阻力计算结果与试验结果进行了对比,比较表明计算的兴波阻力结果可以反映试验趋势,有效功率比较接近于试验结果,可以为方案论证阶段多体船的方案选优提供依据.     

自由面区域变换法解三体船兴波问题

为求解三体船兴波问题,基于线性自由面条件的势流兴波理论Rankine源方法,利用物理平面与计算平面的转换关系计算自由面上物理量的导数,开发了三体船兴波阻力预报程序.采用该方法和程序,对不同侧体布局的Wigley三体船兴波阻力及波形进行计算,并将计算结果与模型试验结果、其他作者数值计算结果进行比较,验证了该方法对三体船的适用性,表明采用贴水线网格及自由面区域变换法解三体船兴波问题可提高三体船兴波问题求解效率.     

高速三体船兴波阻力与片体布局优化研究

本文据线性兴波阻力理论推导了辅船体与主船体水下体积不相等情况下的兴波阻力计算公式，据此以数学船型作为片体对高速三体船片体兴波干扰规律、兴波阻力曲线规律进行了研究，并采用简单枚举与等值线图谱相结合的方法对片体布局优化问题进行了探讨。     

三体船粘性阻力计算与计算方法比较

本文用CFX5．6软件计算了三体船粘性阻力，模拟了船体周围流场，比较了四种湍流模型、定常和非定常模拟类型的计算结果。将CFX5．6计算的粘性阻力结果与用Prandtl-Schlichting公式计算摩擦阻力和用巴甫米尔公式计算粘压阻力相加得到的粘性阻力结果比较表明，两者有很大偏差，CFX5．6计算结果更加合理。     

三体船船型分析及兴波干扰的模型试验研究

以本文设计的高速三体船型线为研究对象，分析了三体船船型的特点。应用均匀设计法进行了三体船兴波干扰的模型试验研究，依据试验结果分析了片体位置对三体船兴波干扰的影响，比较了同用途三体船与单体船的阻力性能，并讨论了多体船快速性试验结果的换算问题。     

计及航行姿态变化的高速多体船阻力预报

对于高速航行的船舶,由于船体航行姿态变化明显,以该吃水下设计浮态为基准的阻力计算结果并不能准确预报其实际航行阻力.本文针对多体船高速行驶的兴波问题,采用动网格技术实现了基于动力学平衡预报船体航行时姿态变化和阻力计算,研究中就高速行驶的三体船绕流场进行了模拟计算,并和相关实验进行了比较.研究表明动网格技术应用避免了由于船体运动造成流场网格扭曲与计算发散等问题,具有良好的稳定性,该方法充分考虑了船体姿态的影响,对高速多体船的兴波阻力计算预报更为准确.     

三体船耐波性的模型试验研究

通过三体船模型的耐波性试验,包括横摇试验、规则波中的迎浪试验,研究了三体船的耐波性能以及侧体纵向位置对三体船耐波性的影响。试验结果表明,航速对三体船耐波性能的影响与对单体船的影响类似,而侧体纵向位置对于三体船耐波性能的影响是比较大的。     

一种基于CFD的船舶总阻力预报方法

根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出了基于CFD理论计算进行实船阻力预报的一种新方法,基于黏性流理论对叠模求解以获得船体黏性阻力,基于理想流体理论直接求解Euler方程获得船体兴波阻力。通过对系列60船型与KCS船型在各航速下船体阻力计算和试验结果的比较表明,该方法计算速度快,经济性好,预报精度满足工程需要,有较强的工程实用性。     

加装减纵摇组合附体舰船运动预报

本文依据切片理论计算了某细长船加装减格组合附体后的运动响应，给出了舰船加装组合附体后的水动力系数变化的表达式。将半潜体的贡献分成两部分，一部分为与来流攻角和速度有关的粘性升力；一部分为与剖面横向绕流速度的平方成正比的粘性横向阻力。考虑到固壁面影响，修正首鳍的展弦比，将鳍上产生的升力加入到船的运动方程中。同时将试验值与计算值进行了比较，从比较结果来看，本文提出的方法作为工程应用中方案初步设计、评价的依据是可行的。     

低速船舶兴波阻力的分析与计算

本文评述了船舶兴波阻力的理论发展状况,综合了Baba和Newman的分析方法,详细地推演了低速船的兴波阻力公式,并对阻力公式应用驻相法得到了一个以Froude数为自变量的阻力系数近似公式。还将处理标准船型的经验应用于三维椭球,其计算结果与已有的实验结果比较是令人满意的。对于平头船在数量级上亦与实验相符。     

三体船在斜浪规则波中运动响应预报方法研究

对于三体船在波浪中的水动力预报,航速效应和主体与片体间水动力干扰效应是水动力载荷合理预报的关键之处,需合理考虑.二维半势流理论可较为准确反映上述效应,已在三体船顶浪中垂向运动响应理论预报上获得了较为满意的结果.在此基础上,该文探讨了该方法在三体船斜浪中运动特别是横摇预报上的应用.为较准确获得三体船横摇运动时粘性阻尼贡献,采用三体船模静水中自由横摇衰减试验获得了自由横摇运动衰减曲线,并经能量法处理获得了船舶横摇阻尼系数.然后,结合二维半理论,获得了三体船运动数值解.数值解与斜浪规则波中运动响应模型试验结果符合较好,反映本文所采用的数值方法可较好地预测三体船斜浪中水动力载荷和运动,可用于三体船在波浪中耐波性评估.     

STUDY OF TRIMARAN WAVEMAKING RESISTANCE WITH NUMERICAL CALCULATION AND EXPERIMENTS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＯｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｓｔｓｏｆｖｅｓｓｅｌｓｉｓｔｈｅｆｕｅｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｏｔｈｅｒｅｉｓａｓｔｒｏｎｇｄｅｓｉｒｅｔｏｄｅｓｉｇｎｖｅｓｓ     

Numerical and experimental analyses of hydrodynamic performance of a channel type planing trimaran

This paper studies the hydrodynamic performance of a channel type planing trimaran. A numerical simulation is carried out based on a RANS-VOF solver to analyze the hydrodynamic performance of the channel type planing trimaran. A series of hydrodynamic experiments in towing tank were carried out, in which both the running attitude and the resistance performance of the trimaran model were recorded. Some hydrodynamic characteristics of the channel type planning trimaran are shown by the results. Firstly, the resistance declines significantly, with the forward speed across the high-speed resistance peak due to the combined effects of the aerodynamic and hydrodynamic lifts. Secondly, the resistance performance is influenced markedly by the longitudinal positions of centre of the gravity and the displacements. Besides, the pressure distribution on the hull and the two-phase flow in the channel are discussed in the numerical simulations.     

三体船横摇运动性能三维数值研究

该文运用商业软件HydroStar对在横向规则波中航行的三体船的附体位置对其横摇性能的影响进行了数值计算研究.通过计算,本文得到了十二种不同的附体配置方案在三个航速下横摇频率响应函数曲线.计算结果表明:三体船的横摇性能主要受其附体的横向位置影响,附体纵向位置对横摇性能的影响要远小于横向位置的影响,在考察的范围内,航速对三体船的横摇性能影响微弱.