限制水域内船舶阻力和兴波特性研究
基于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值方法,模拟了船舶在内河航道内的水动力特性,通过改变航道宽度、水深、船舶吃水、航速等测试条件,研究了这些因素对船舶阻力和船行波的影响规律,并利用拖曳水池实验进行了验证.结果表明,河岸和河底的存在会增强船舶的限制效应,导致阻力的增大,且在航速越高和吃水越深的情况下,船舶受限制航道的影响就越大,此时,船舶会产生更大的能耗,操纵难度也会增大,可能导致与河岸的碰撞甚至搁浅.船舶运动会产生船行波,通过对模拟结果中船行波的捕捉发现,河岸的存在会造成船行波的反射,形成极为复杂的波形,且河道越窄,反射越频繁,所形成的波形也更加复杂,且航道限制越强,波幅变化越大.通过对船行波Kelvin角的理论分析发现,水深会对Kelvin角产生较大的影响,而河岸的限制仅能造成波浪的反射,不会改变波角的大小.另外,研究发现,与传统理论不同,船舶吃水会对波角产生影响,本研究通过对传统理论的修正计入了吃水的影响因素,并通过结果的分析验证了该理论的可行性.
船舶阻力 船行波 限制水域 计算流体动力学
杜鹏 胡海豹 黄潇
西北工业大学航海学院,西安,710072
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912-919
2019-08-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）