浅窄航道非线性兴波阻力数值计算(1)

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1、SHIPENGINEERING船舶工程Vol.27No.42005总第27卷，2005年第4期浅窄航道非线性兴波阻力数值计算1211宋永军，邹早建，徐海祥，高高（1．武汉理工大学交通学院，武汉430063；2．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200030）摘要：应用Rankine面元法计算船舶在浅窄航道中作匀速直航运动时的非线性兴波阻力.基于势流理论，在船体表面、自由面以及岸壁分布Rankine源来表达流场速度势，利用迭代方法满足非线性自由面边界条件，采用映像法满足水底边界条件，采用网格错位法满足辐射条件.

2、以Wigley数学船型为例进行计算，通过改变航速和航道宽度参数，得到相应的兴波阻力.通过分析不同航速下航道宽度变化对兴波阻力的影响，得到了一些有意义的结论.关键词：船舶；兴波阻力；浅窄航道；Rankine源；数值计算+中图分类号：U661.311文献标识码：A文章编号：1000-6982(2005)04-0033-04NumericalCalculationofNonlinearWave-makingResistanceinRestrictedWater1211SONGYong-jun,ZOUZao-jian,XU

3、Hai-xiang,GAOGao(1.SchoolofTransportation,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063,China;2.SchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:ARankinePanelMethodisdevelopedforcalculatingthenonlinearwave-m

4、akingresistanceofashipmovingforwardwithaconstantspeedinrestrictedwater.Onthebasisofpotentialtheory,thedisturbancevelocitypotentialisexpressedbyaRankinesourcedistributiononthebodysurface,freesurfaceandbanksides.Thenonlinearfreesurfaceconditionissatisfiedinanite

5、rationmanner,whereastheboundaryconditiononthebottomissatisfiedbythemethodofimages,andtheradiationconditionissatisfiedbythenumericaltechnologyofstaggeredgrids.NumericalcalculationsareconductedforamathematicalWigleyshipandresultsareobtainedfortheshipatdifferents

6、peedsandwidthsofwaterway.Theeffectofthewidthontheresistanceisanalyzedandsomemeaningfulconclusionsaredrawn.Keywords:ship;wave-makingresistance;restrictedwater;Rankinesource;numericalcalculation1引言浅窄航道对兴波阻力的影响具有重要的实际意义.随着现代内河航运船舶的大型化，内河航道水另一方面，在拖曳水池中进行船模阻力试验时，深相

7、对变浅，宽度相对变窄，使内河航道成为浅窄为了避免“尺度效应”的影响，一般希望采用较大航道.当船舶在浅窄航道以较高速度航行时，水底及尺度的船模.但由于水池长、宽、深等主要参数已定，岸壁对船舶兴波阻力有较大的影响.因此，为了设计船模尺度过大，船模运动产生的兴波将向池壁扩散在内河航道中具有较好阻力性能的高速船舶，研究并反射回来干扰其尾部的流场，从而影响它的兴波收稿日期：2004-11-22；修回日期：2005-01-13基金项目：教育部重点科技项目和国家自然科学基金项目（10272085）作者简介：宋永军（1974-），

8、男，硕士研究生，主要研究方向：船舶水动力性能的设计、计算与模拟仿真.—33—阻力及总阻力.因此，通过研究水池池宽、水深等因件；素对船模兴波阻力的影响，以确定阻力不受反射波（4）在z=h的水底处满足固壁不可穿透条件；浪干扰影响的最佳船模尺度，可为船模试验提供理（5）在无穷远处满足扰动衰减条件；论指导.（6）在远前方满足无波的辐射条件.本文将文献[1]中计算浅水