考虑粘性的三体船非线性横摇预报研究.pdf

《考虑粘性的三体船非线性横摇预报研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、船舶张艺瀚，等：考虑粘性的三体船非线性横摇预报研究DOI：10.19423/j.cnki.31-1561/u.2016.06.012考虑粘性的三体船非线性横摇预报研究张艺瀚王平蔡新功（中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011）［摘要］三体船主体与侧体之间的流动干扰以及舭龙骨等附体造成的漩涡分离，使其在波浪中运动时的横摇非线性效应更加强烈而复杂。应用CFD方法模拟某典型三体船在静水中的衰减和强迫横摇运动，得到非线性横摇阻尼并分析其变化规律。应用等效线性化原理修正并求解基于三维线性势流理论建立的横摇运动方程。研究结果与模型试验比较后得出

2、，采用粘性流CFD方法并结合三维势流理论可较准确地预报三体船的非线性横摇阻尼和波浪中的横摇运动。［关键词］三体船；非线性横摇；三维势流理论；粘流理论；计算流体动力学［中图分类号］U661.32［文献标志码］A［文章编号］1001-9855（2016）06-0012-07NonlinearrollingpredictionfortrimaranshipsconsideringviscouseffectZHANGYi-hanWANGPingCAIXin-gong(MarineDesign&ResearchInstituteofChina,S

3、hanghai200011,China)Abstract:Thenonlineareffectismoreintenseandcomplexforthetrimaranrollinginwavesduetothedisturbancebetweenthemainhullandsidehulls,andthevortexsheddingthatiscausedbytheappendagesasbilgekeels.Therolldecayandforcedrollinginthecalmwaterforatypicaltrimaranar

4、esimulatedbyCFDmethods.Thenonlinearrolldampingisthenobtainedfortheanalysisoftherolldampingrule.Thetrimaranrollingequationwhichisconstructedbythethree-dimensional(3D)potentialflowtheoryismodifiedandsolvedbyapplyingtheequalizationlinearisedtheory.Bycomparisonwiththemodelte

5、st,theresultsshowthatthenonlinearrolldampingandrollinginwavescanbeaccuratelypredictedthroughtheviscousflowCFDmethodcombinedwith3Dpotentialflowtheorybycomparisonwiththemodeltestresults.Keywords:trimaran;nonlinearrolling;3Dpotentialflowtheory;viscousflowtheory;CFD(computat

6、ionfluiddynamics)引言具有良好的稳性、阻力和耐波性等性能。横摇运动性能是耐波性研究中的重点，对船舶的适居性、使三体船是一种新型的水面平台，水下部分由主用性、安全性等都有重要的影响。目前，国内外单体和两个侧体共三个细长船体组成，两个侧体通过体船的横摇运动预报主要包括二维切片法、三维频连接桥与中体连接成一体。三体船的船型特点使其域法、三维时域法等，其中对于非线性横摇一直是［收稿日期］2015-09-09；［修回日期］2016-07-27［作者简介］张艺瀚（1987-），男，工程师，研究方向：舰船总体设计。王平（1965-），

7、男，研究员，研究方向：舰船总体设计。蔡新功（1974-），男，研究员，研究方向：舰船总体设计。12研究与设计第6期总第163期［1］难以完善的问题。结构网格模型，在FLUENT平台应用UDF编程的目前，三体船的横摇运动主要依靠船模试验，动网格技术和滑移网格技术模拟静水横摇衰减运动国内外针对三体船的横摇运动的理论预报研究较和固定频率下强迫横摇运动，计算采用有限体积法少。ZhangJW研究了三体船非线性横摇阻尼的处建立离散控制方程，应用VOF多相流模型，湍流理方法，通过试验和经验公式两种方法计算非线性模式采用标准k-ω模式。计算模型和计算域

8、网格［2］横摇阻尼，并对横摇阻尼的非线性成分进行了系见图1和图2。［3］统分析。李培勇等通过三体船模型的静水横摇试验和规则波中的横摇运动试验，得到侧体横向位置［4-5］以及舭龙骨的存在对三体船横摇运动的影响