浅水中会遇船舶水动力相互作用数值研究.pdf

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1、第16卷第l一2期2012年2月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．16No．1-2Feb．2012文章编号：1007—7294(2012)01-0027-09浅水中会遇船舶水动力相互作用数值研究张晨曦8，邹早建a．b，杨勇8(上海交通大学a．船舶海洋与建筑工程学院；b．海洋工程国家重点实验室，上海200240)摘要：浅水中邻近两船作相对运动产生的非定常水动力相互作用对于船舶的操纵性有重要影响。文章采用动网格技术，通过求解非定常RANS方程，选取RNG

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3、}—口湍流模型，对两船在浅水中会遇的三维非定常粘性流场进行了数值模拟，计算了，其水动力相互作用；通过将计

4、算结果与试验数据进行对比，验证了文中方法的有效性。在此基础上，分析了船舶在整个会遇过程中的受力特性，指出了会遇过程中船舶容易失控和发生碰撞的阶段，并通过分别对不同的船间横向间距、水深、船速和船长情况下的船一船水动力相互作用进行计算和结果分析，得出了以上四种因素对船间水动力相互作用的影响规律。关键词：船舶会遇；浅水；水动力相互作用；动网格中图分类号：U661．3文献标识码：ANumericalstudyonhydrodynamicinteractionbetween’‘meeting。shallo'1shipsmeetinginshalloWwat‘erZHANGChen-xi",Z

5、OUZao-jian‘bYANGYong。伍SchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineefing；b．StateKeylaboratoryofOceanEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Unsteadyhydrodynamicinteractionduetoadjacentshipsmovingrelativelyinshallowwaterhasasignificantinfluenceonshipmaneuverability．

6、Byusingthedynamicmeshtechniqueandsolvingthean—steadyRANSequationinconjunctionwitIlaRNGk一占turbulencemodel．numericalsimulationofthethree-dimensionalunsteadyviscousflowaroundtwoshipsmeetinginshallowwaterisconducted，andthehydrodynamicinteractioniscalculated．Theproposedmethodisverifiedbycomparingth

7、enumericalresultswithexperimentaldata．Thenbyanalyzingthecharacteristicsofthehydrodynamicinteractionduringthemeetingprocess，thephaseduringwhichtheshipmaybecomeuncontrollableandthecollisionmayoccurisindicated．Finally，byanalyzingthenumericalresultsobtainedatdifferentlateraldistance，waterdepth，shi

8、pspeedandshiplength，theinfluencesofthesefourfactorsonthehydrodynamicinteractionareillustrated．Keywords：shipmeeting；shallowwater；hydrodynamicinteraction；dynamicmesh1引言随着航运业的快速发展，港口、航道内的船舶密集程度越来越高，航行船舶与其他船舶的会遇、超越变得不可避免，过往船只对停泊的船舶产生的水动力干扰也不容忽略；另一方面，随着人类开发海收稿日期：2011—07—19基金项目：国家863计划课题(2007AAllZ25

9、0)，国家自然科学基金项目(50779033)作者简介：张晨曦(1985一)，男，硕士研究生；邹早建(1956一)，男，上海交通大学教授，博士生导师，E-maihzjzou@sjtu．edu．ca。船舶力学第16卷第1-2期洋步伐的加快，海上补给以及两船之间原油、天然气等货物的过驳输运等水上作业日益增加，也使船船之间或船舶与其它海洋结构物之间的水动力干扰问题呈现多样化。邻近两船在靠近航行时，由水动力相互干扰产生的偏航力和力矩会很大程度上影响船舶的正常航行，严重的甚至会