三体船兴波问题的数值计算
2012-06-07周利兰
船舶力学 2012年8期
关键词:主体
周利兰 , 高 高 , 尹 巍
(武汉理工大学 a.交通学院;b.高速船舶工程教育部重点实验室,武汉430063)
1 引 言
近年来三体船的研究渐趋活跃。三体船的水下部分由主体和两个小侧体组成,通过连接桥将侧体与主体连接成一体,这种船型构造使三体船的兴波阻力小,两个侧体又能提供足够的稳性,连接桥具有提高总纵强度的功能,利于形成宽阔甲板面,该船型还具有优良的耐波性。三体船用作军船还有防护能力、破损稳性以及隐蔽性好等优点。尽管高速三体船与常规单体船相比也有制造工艺复杂、制造成本高的缺点,但性能方面的诸多优势使其应用前景广阔。
三体船除单个片体自身首尾波系之间的兴波干扰外,其主体和两个侧体之间的波系干扰导致复杂的兴波波形,因而其阻力特性比单体船的要复杂得多。Zafer Elcin[1]采三维Rankine源面元法系统地研究了侧体位置对三体船兴波阻力的影响。Yang[2]等分别采用包括新细长体理论在内的三种线性理论方法进行三体船侧体位置的优化分析。陈京普等[3]采用改进的Dowson方法,开发了可用于双体船、三体船兴波阻力的数值预报程序。近年发展的船舶兴波问题的基于NURBS的广义高阶面元法算法,对排水型单体船和双体船的计算都获得了成功[4],本文讨论将其应用于三体船兴波问题计算。
2 基本方程与边界条件
在势流假定下,扰动速度势φ满足Laplace方程:

物面边界条件:

自由表面运动学边界条件:

自由表面动力学边界条件:

无穷远条件:……p>
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