何广华, 陈丽敏, 王佳东

(哈尔滨工业大学(威海) 船舶与海洋工程学院，山东 威海 264209)

船舶在波浪中运动的强非线性时域模拟

何广华, 陈丽敏, 王佳东

(哈尔滨工业大学(威海) 船舶与海洋工程学院，山东 威海 264209)

为准确预报在非线性波浪中航行船舶的大幅运动，基于CIP方法建立了波浪中船舶强非线性运动响应的时域分析模型.该模型基于粘性流理论，对N-S方程进行求解，可以考虑船舶的运动响应和自由面变形过程中的粘性效应和强非线性效应.首先，通过模拟船舶的强制垂荡运动，对该数值模型的收敛性展开了研究；然后，基于该模型计算了不同入射波幅和不同入射波长对S175船模的垂荡和纵摇运动响应的影响；最后，模拟了S175船模在大幅波浪中的强非线性运动响应现象.模拟结果表明：基于自编程建立的船舶强非线性运动响应模型具有较好的收敛性和精确性，与其他数值计算结果吻合较好；尤其擅长模拟水花飞溅、甲板上浪、底部砰击等强非线性问题.

CIP；强非线性；运动响应；大幅度运动；时域模拟

船舶耐波性的准确预报是船舶设计的关键要素之一.船舶在波浪中航行时，其产生的垂荡和纵摇运动响应会明显增加船舶阻力；船舶的大幅运动会造成螺旋桨出水，推进效率降低；同时还会影响船上设备的正常运行，严重时导致设备的损坏，甚至船舶会因此短暂或彻底失去控制，发生倾覆.关于船舶耐波性的研究，可分为物理模型试验……