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采用Green-Naghdi方程数值研究浅水船波

随着造船工业的发展,船舶的尺度、航速和动力不断增大。很多情况下,船舶在浅水区运行,如江、湖、河流,近海等区域。对于浅水船波问题,非线性、水面扰动、能量耗散、边界反射、船与结构物、以及多船波浪干涉等问题很重要。复杂地形地貌,变化水深使浅水船波问题更加困难。浅水船波和波浪力不仅对船舶的运行和操纵性能有重要的影响,而且对浅水区域的水环境和工程建设项目产生重要的,甚至不可逆转的影响。因此研究复杂环境条件下的浅水船波有着重要的理论和实际意义。本文在研究浅水船波时,采用Green-Naghdi方程作为解决问题的控制方程,而把船舶看成为移动在自由水面的压力扰动。因为Green-Naghdi方程中的频率散射项能合理地解释有限水深对船波的影响。通过求解含有移动压力项的Green-Naghdi方程,我们得到了当船舶在浅水域中航行时的三维兴波波形,波浪阻力和横向力。浅水船波的水深波长比值一般都比较小,允许把它归入浅水波范畴来研究。事实上,船波是多频  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国造船》1990年04期
中国造船

非线性船波问题的数值分析

(一)前言 以往的经验已经证明,考虑自由面条件的非线性对改进船波问题的分析是十分重要的。近年来,由Baba〔,,,Dawson〔幻,Eggers〔8,‘,等人发展起来的慢船理论受到7广泛的重视,而其中Daws。的数值方法取得了较大的成功。人们一直致力于在Dawson方 r法的基础上做出更多的改进。根据Dawson方法的假定,自由面边界条件不应在:=O上满足,因此要完善和改进Dawson方法,自由面条件需要迭代,这不仅增加了工作量,而且收效并不明显。目前在Dawson方法基础上发展起来的各种Rankin Source方法,都着眼子自由面条件的非线性,而忽略了在有限自由面上分布源汇带来的截断影响。这种截断缺少理论依据,不满足远方辐射条件。文中对慢船理论以上的两个主要缺陷进行了重新研究。首先引进了新的假定:将总的兴波速度势巾分解成远方来流势二,叠模扰动势甲,和叠加其上的波动势甲,之和的形式,且叠模扰动势甲,且有量级甲r~0(FrK),...  (本文共10页) 阅读全文>>

《应用力学学报》1993年02期
应用力学学报

常航速船波势及船波阻力的边界元法

1引言 关于稳态船波势问题川,对于全潜物体(物体与自由面不形成交线),因为不存在物体与自由面交线的线积分,可直接用边界元法得到其数值解.但对于半潜物体,控制方程中包含船舶表面与自由面交线的线积分项,该积分项中又包含有该积分线上未知势函数及其导数.而Have场ck源函数川在自由面上无定义,不能在其上设置Havelock源点.针对这一间题,本文根据积分线上势函数所应满足的条件建立了补充方程,结合边界元数值法,编制了一般三维问题的边界元法计算机程序,可计算全潜和半潜物体的绕流势场及流场和船波阻力. 船舶航行的稳态绕流场的计算不仅是为了计算船波阻力,也是为进一步计算船舶在波浪作用下的响应特征作准备.在常航速情况下,船舶的辐射、藕合运动与流体对船舶的稳态绕流场有关阁.因此要求解这些问题,首先要求出船舶的稳态绕流场. 本文第二部分将给出线积分项的处理方法,包括积分核函数中未知势函数的导数项的处理和补充方程的建立.第三部分将给出算例及其结果比...  (本文共10页) 阅读全文>>

《航海技术》1994年01期
航海技术

船波共振对锚泊船的危害和化解方法之探讨

一、使锚泊船陷入船波共振的条件在自然界中要形成物体共振(谐振)应同时具备两个条件:1振源周期(T-锚泊船在大风浪中会出现航向增、减的左右偏荡现象。当某舷的风舷角增加到15“左右时,6级巨浪的正舷函数投影值的强大能量,可以使锚泊船发生船波共振,摇晃越来越剧烈,单舷横摇角可达30“以上,这种剧烈的横摇可持续lmsn—Zmin之久。随后由于锚链拉力的影响使风舷角逐渐减小,囚而巨浪的正舷函数投影值也随之减小,船舶摇晃也忧平静下来,过了几分钟(时问间隔可因每条锚泊船的具体锚泊偏荡周期叮偏荡)的数值不同而有差异)又会发生来自另一舷的巨浪的正舷函数投影值的巨大能量所引发的剧烈船波共振。一、。。。。。a。、。。。。。。。rs这里应当指出,锚泊偏荡与船波共振现在自然界中要形成物体共振(谐振)应象两者是不相同的。前者的出现,跟波浪周同时具备两个条件:期(*波)同船舶横摇周期(T船)这两者二.振源周期(T振)要接近物体固有摆数应是否接近是无关的,而当...  (本文共3页) 阅读全文>>

《株洲工学院学报》1999年02期
株洲工学院学报

基于物理模型的船波模拟

地球表面积的三分之二被海洋、江河、湖泊所覆盖,因此,对水面涟符\滔滔波浪和翻滚的浪花等流体运动的研究和模拟,一直是人们研究和关注的课题。在以往的研究中,不论是从海洋学的角度,还是从计算机图形学的角度,人们都做了大量的尝试。如:TurnerWhitted在影片“TheCompleatAngler’中使用R8yTrac-tng技术来模拟水波[’j,同时还采用BUInpM。pping技术生动逼真地展现了水池中的涟满;KenPenn也使用BumpMapping技术模拟了当飞机掠过海面时,机上乘客所看到的海面情景)」;Nd。11M。在影片‘℃扣。’SL-land”中使用HeightField算法模拟了海洋波浪匕」;Dar-mpR.Peachey提出了适用于模拟有一定坡度的海岸附近的波浪的方法[4);AlainF0umier和WilliamT.Reeves基于Ge‘iner波模型模拟了海浪肝];NorishibeChiba等人提出了基于拟物...  (本文共4页) 阅读全文>>

《参花(上)》2016年04期
参花(上)

怀乡

寒栏凭乡断,祁月明方繁,灯渐阑,雨休残,渐远楼船波淡淡,寄满中...  (本文共1页) 阅读全文>>