波浪作用下系泊船舶运动计算

港内船舶泊稳条件是港口设计中的一个决定因素。但到目前为止,国内外港口工程设计规范对港内泊稳标准无统一规定。由于波浪引起的船舶运动与波周期、波高及船舶频率响应特性等因素密切相关,因此不能单一地以波高或船舶运动量作为泊稳标准。本文讨论了将STF（Salvesen—Tuck—Faltinsen）法与简单格林函数法结合汁算透空式码头前的船舶运动特性,试图为此问题提供一种解决工具。与其它文献、试验数据的比较表明,本文计算值吻合良好。     

波浪群性作用下系泊船运动响应和统计特征值分析

码头前系泊船的运动响应与缆绳张力对于码头的运营安全至关重要。波群对系泊浮体波浪载荷特性不同于普通的随机波浪,具有一定的特殊性。该文对两种模拟波群方法进行了讨论,分析了两种模拟波群方法的特点以及群性与波浪统计特征值之间的关系。在此基础上开展了群性波浪作用下系泊船的运动响应研究,得出了谱峰因子?、群高参数GFH和群长参数GLF与波浪特征波高的变化规律。     

混合浪作用下系泊船舶运动响应规律试验研究

采用双峰频谱模拟涌浪和风浪同时出现的混合浪,以一艘26.6万立方米的LNG船舶为试验对象,对混合浪作用下系泊船舶的运动响应规律进行物理模型试验研究。结果表明:当混合浪能量一定时,系泊船运动量大多随着低频部分波浪能量的增大而增大;在一定装载状态下,系泊船纵荡和垂荡运动量随混合浪中涌浪周期的增大逐渐增大,横荡、横倾和回转运动量峰值与船舶自然固有横荡周期存在着一定的比例关系;当混合浪中风浪条件一定时,系泊船运动量大多随着涌浪波高的增大迅速增大;当混合浪中涌浪条件一定时,风浪波高的改变对系泊船舶运动量的影响较小;在横向波浪作用下,系泊船纵倾运动受混合浪变化影响很小。     

流体黏性对迎浪航行船舶运动和波浪增阻的影响

对在规则波中迎浪航行的大型油轮KVLCC2船模,为了研究流体黏性对船舶运动和水动力的影响,分别采用求解RANS方程和求解欧拉方程的方法,应用CFD软件STAR-CCM+对黏性流场和无黏流场进行了数值模拟.采用GCI方法对数值不确定度进行了分析,验证了数值方法的有效性;采用湍流模型和无黏流模型对船舶在一系列波长的波浪中的...     

船舶在波浪中大幅度运动的工程算法

本文基于切片理论，计入船体运动时湿表面及其对船体流体动力性能的影响，提出了一种船舶在波浪中大幅度运动的工程估算方法，并通过对一系列６０船型计算，考虑了船舶在迎流中大幅度运动昱的运动特性、与波面的相对运动和船体瞬时受力。这一方法简单实用，对船舶方案设计有积极的意义。     

二维半理论的船舶运动及波浪增阻计算适用性研究

波浪增阻是计算船舶能效指标中气象因子w_f的关键。该文基于二维半理论(又称高速细长体理论)实现了船舶运动响应预报并采用辐射能量法开发了波阻增加计算程序。通过对不同航速下Wigley III和S175船的水动力、运动和波浪增阻的细致计算与分析,并与切片理论和三维航速修正法求解的结果及试验值进行了比较,验证该方法的可靠性和适用性。研究表明二维半理论适用于船舶运动与波浪增阻的计算,相较于工程上常用的切片理论和航速修正方法,计算结果准确性适用性更高,为船舶波阻增加预报提供了快速有效的手段。     

气泡在波浪中的运动

本文研究了单个球形小气泡在理想流体的波浪场中在浮力作用下的运动，忽略气泡对波流场的影响，导出了气泡运动的方程组。对方程组进行了求解，发现气泡运动中非线性耦合的影响随气泡半径的增大而增大，对于较小的气泡可以忽略；在小气泡情况下，由于重力波频率与气泡本征振动频率相差太远，二者的振动不合耦合，在气泡的上升过程中，气泡的振动很快衰减，基本上可以忽略，给出了气泡上升运动的轨迹所需的时间，在波浪较大，气泡较小     

航道长度对波浪传播影响试验研究

针对航道长度对港域波浪传播影响的相关研究较少的现状,基于波浪物理模型试验和数值模型试验,对不同波浪条件下,港域波高随航道长度变化的关系进行了分析研究。研究表明:波高对航道长度的选取基本没有影响;港池内波高对应的临界航道长度始终为3 500 m,该航道长度下港内的波高模拟效果可与长航道工况基本等同。波浪小角度入射时,迎浪侧的临界航道长度为4 000 m;波浪大角度入射时,航道长度的改变对迎浪侧的波高分布影响很小。长周期和波浪大角度入射时,航道背浪侧的有效区域为从航道末端开始,波浪入射波向与航道轴线所夹区域;短周期或者波浪小角度入射时,短航道背浪侧不存在模型的有效区域。     

阶梯式海堤波浪爬高试验研究

利用波浪模型试验分析阶梯式海堤的波浪爬高,研究在不同台阶尺寸、水文要素下阶梯式海堤的消浪效果,提出合理的设计应用方案,并得出阶梯式海堤的糙渗系数,可供河口或内河的相关堤防工程设计参考。     

船舶兴波问题面元法计算中自由面离散的稳定性分析

本文通过多变量的连续及离散Fourier分析,研究了船舶兴波问题中面元法计算的稳定性,对于计及流体域外奇点分布的自由面面元离散方式建立了满足稳定性要求的准则,给出了以网格弗氏数F△及网格纵横尺度比α为参数的稳定性限界线。     

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。     

船用LNG加气站的建设对堤防安全影响的分析与研究

从2001年中原油田建成的第一套商业化液化天然气(LNG)装置开始,在近15年的时间里,我国LNG的应用技术得到了快速发展,初步建立起了涉及天然气液化、储存、运输、汽化、使用终端以及配套装备制造等各个方面具有中国特色的LNG产业链。目前以LNG为动力的汽车早已遍布大江南北,但在水运行业,江苏境内还没有实质性的进展。本文通过对江苏境内京杭运河上拟建第一座船用LNG加气站建设方案的研究,分析了在行洪、排涝、供水、堤防等级高的河道堤防上建设船用LNG加气站对河道堤防安全的影响,并提出危险防范与应对措施。     

近岛礁波浪传播变形模型试验研究

该文以某典型岛礁地形为研究对象,通过水池模型试验方法对岛礁附近波浪沿程变化、横剖面波高变化和礁坪上波浪变化等近岛礁波浪传播变形特征进行了分析。研究结果表明,波浪从远海传播至岛礁附近,经过礁坪前地形剧烈变化地带时波高增大后迅速减小,并在礁坪边缘与浅水礁坪的衔接段形成破碎带,最后进入浅水礁坪后波高基本由水深控制。     

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。     

URANS simulations of ship motion responses in long-crest irregular waves

In this paper, numerical prediction of ship motion responses in long-crest irregular waves by the URANS-VOF method is presented. A white noise spectrum is applied to generate the incoming waves to evaluate the motion responses. The procedure can replace a decade of simulations in regular wave with one single run to obtain a complete curve of linear motion response, considerably reducing computation time. A correction procedure is employed to adjust the wave generation signal based on the wave spectrum and achieves fairly better results in the wave tank. Three ship models with five wave conditions are introduced to validate the method. The computations in this paper are completed by using the solver naoe-FOAM-SJTU, a solver developed for ship and ocean engineering based on the open source code OpenFOAM. The computational motion responses by the irregular wave procedure are compared with the results by regular wave, experiments and strip theory. Transfer functions by irregular wave closely agree with the data obtained in the regular waves, showing negligible difference. The comparison between computational results and experiments also show good agreements. The results better predicted by CFD method than strip theories indicate that this method can compensate for the inaccuracy of the strip theories. The results confirm that the irregular wave procedure is a promising method for the accurate prediction of motion responses with less accuracy loss and higher efficiency compared with the regular wave procedure.     

高负荷螺旋桨水动力性能试验研究

以某大型集装箱船高负荷螺旋桨为研究对象,分别采用大侧斜、反弯扭叶片和毂帽鳍等技术进行螺旋桨优化设计,以改善螺旋桨的空泡和水动力性能.设计了5型螺旋桨,分别在空泡水筒进行了模拟伴流场中的空泡和激振力试验,并在拖曳水池进行了敞水试验.试验结果表明,采用大侧斜可有效减小螺旋桨诱导船艉激振力;反弯扭叶片螺旋桨空泡性能较好,有较低的螺旋桨诱导船艉激振力水平;桨毂帽鳍可改善毂涡空泡,模型试验状态下可提高推进效率2%左右.