基于加速度势的船舶波浪力数值模拟

发布时间：2017-10-22 23:26

  本文关键词：基于加速度势的船舶波浪力数值模拟

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【摘要】：波浪中航行船舶所受波浪力的时域模拟通常在大地坐标系下进行,为得到每一时刻作用于船体表面的水动压力,需要在每一时间步求解速度势的时间偏导数。为避免采用差分法直接求解该偏导数所导致的数值不稳定,文中引入了流体加速度势的概念。其次,据速度势所满足的场方程和边界条件,推导了加速度势所应满足的场方程和边界条件,并建立了求解加速度势的边界积分方程。再次,根据加速度势的物理意义,推导了由加速度势表达的Bernoulli方程,以求解每一时刻船体表面上的压力值。此外,为数值求解速度势、加速度势所满足的边界积分方程,采用了八节点高阶曲面元进行了边界积分方程的数值离散,以提高计算收敛速率。最后,以半球和Wigley I船型为例,计算了相关的水动力系数并与解析解和试验值进行了对比,发现符合良好。
【作者单位】： 哈尔滨工程大学船舶工程学院;
【关键词】： 大地坐标系 格林函数 加速度势 波浪力 有限差分
【基金】：国家重点基础研究发展计划(2011CB3703) 国家自然科学基金(51109046)
【分类号】：U661.3
【正文快照】： 准确预报船舶在波浪中航行时的运动响应和所承受的波浪载荷对于船舶的设计和营运至关重要。船舶的大幅摇荡运动会严重影响船舶的舒适性,同时过大的波浪载荷会导致船体结构的破坏,甚至是船体的断裂。在势流理论框架下,通常在时域上求解航行船舶的相关水动力问题[1]。Lin[2]在大

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1 缪国平,刘应中;有限深水表面压力脉动产生的速度势与二阶绕射问题的辐射条件[J];中国造船;1989年04期

2 毛筱菲;时域速度势和流体动力的数值计算[J];武汉交通科技大学学报;1996年04期

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4 周其斗,彭英声,徐德嘉;船舶横摇二维辐射问题的二阶解及其试验研究[J];中国造船;1990年01期

5 ;[J];;年期

，

本文编号：1080595