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船舶*岸航行岸壁效应数值研究_论文

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第 3 卷  第 3期  5 21 0 1年 6月  武汉 理 工大 学学 报 ( 通科 学 与工程 版 ) 交   J u n lo  u a   ie st  fTe h oo y o r a  fW h n Un v r iyo   c n l g   f a s o tt nS in e & E gn eig    n p rai   ce c Tr o n ie r ) n V 0l 5 NO.   _3   3 J n O 1 u e2 l   船舶 *岸航行 岸壁效应数值研究 *   姚 建 喜 D 邹 早 建    ( 海 交通 大 学 船 舶 海 洋 与建 筑 工 程 学 院 ” 上 海  2 o 4 ) 上   0 2o  ( 海 交通大学海洋工程 国家重点实验室。 上海 上   204) 0 20  摘 要 : 壁 效 应 对 * 岸航 行 船 舶 的安 全 性 有 重 要 影 响 , 操 作 不 当 常 会 造 成 船 舶 过 度 与 岸 壁 接 *  岸 若 而发 生 碰 撞 . 中 以 系列 6 (   . ) 型 为 例 , 用 一 种 一 阶 R n ie 面 元 法 计 算 其 在 浅 水 域  文 0 C 一0 6 船 采 a kn 源 中 以恒 定 速 度 沿 3种 不 同岸 壁 航 行 时 受 到 的横 向 力 和 首 摇 力 矩 , 析 了水 深 、 到 岸 壁 距 离 、 壁  分 船 岸 倾 斜 角度 以 及 下 潜 岸 壁 高度 等 对 船 舶 受 到 的水 动 力 的 影 响 .   关键 词 : 壁 效 应 ; a kn 源 面 元 法 ; 动 力 ; 值 计 算  岸 R n ie 水 数 中图法分类号 : 6_3 U6 l 3  DoI 1 . 9 3 j is . 0 62 2 . 0 1 0 . 0  :O 3 6 /.s n 1 0 - 8 3 2 1 . 3 0 1 船 舶 在靠 *航 道岸 壁航 行 时所受 水 动力 的特  点 与在 无 限水域 中航 行 时有 很 大 不 同. *岸 航 行  航 行船 舶 受 到 的横 向力 和 首 摇 力 矩 , 系 列 6  以 O (   . ) 型 为 例 , 算 了该 船 型 以 恒 定 速 度  C 一o 6 船 计 的船舶 , 左右 两侧 流体 流 动不 对称 , 船体 受 到  其 使 指 向岸 壁 的横 向力 和 使 船 首 偏 离 岸 壁 的 首 摇 力  矩 , 生所 谓 的“ 吸” 岸 推 ” 象 , 为岸 壁 效  产 岸 和“ 现 称 应 『 . 于在 浅水 航道 中*岸 航行 的 船舶 而 言 , 1对 ] 岸  壁 效应 更 为 明显 , 体 所 受 横 向力 和 首 摇 力矩 通  船 常更 大  . 引  岸 壁效 应对 于 靠* 航道 岸 壁航行 的船舶 是 一  沿 垂直 岸壁 、 斜 岸 壁 及 下潜 岸 壁 等 3种 不 同岸  倾 壁 航行 时 受到 的横 向 力 和 首摇 力 矩 , 过 比较 计  通 算 结 果 , 析 了 船 到岸 壁 距 离 、 深 、 壁倾 斜 角  分 水 岸 度 和下 潜岸 壁 高度 等参 数对 岸壁 效应 的影 响 .   1 物理 问题 及 其 数 学 描 述    考虑 在浅 水 域 中 以恒 定 速 度 己 ,沿 3种 岸 壁  个 不安 全 因素 , 操 作 不 当常 会 使 船 舶 过度 与 岸  若 壁接 *而 发生 碰撞 , 成人 员伤 亡 和经 济损 失 , 造 特  别 是对 于 VL C, NG, 学 品船 等 船 舶 , 旦 发  C L 化 一 生碰撞 还会 造 成海 洋 环境 污染 , 而 带 来更 大 的  从 灾 难 . 外 有 很 多 学 者 对 岸 壁 效 应 进 行 过 研  国 航 行 的船 舶 , 设 水 底 水 * , 深 为 h 采 用 随 船  假 水 , 运 动 右 手 直 角 坐 标 系 ox z, -y 坐标 系及 3种 岸 壁  的参 数定 义如 图 1所示 .   究 L ] 这些研 究 大多是 通 过 约束模 试 验得 到 船 体  3 , 。 水 动 力 的试 验 数 据 , 通 过 试 验 数 据 回 归 获 得 估  并 算 岸 壁效 应 的公式 , 以满足 工程 上 的需 要 , 国内  而 尚少见 对 岸壁 效应 的研 究 _ . 8  ] * 2 0年 , 算 流体 动力 学 ( F 技术 得 到 不  计 C D) 断发展 , 船舶 工 程领 域 的应用 日益 广 泛 , 在 在船 舶  性 能 研 究 中发 挥 着 越 来 越 重 要 的 作 用 , 为 研 究  也 .   . . 1   a )垂 直岸壁   一 b )倾 斜 岸壁    c )下潜 岸壁  岸 壁效 应提 供 了一 种有 效 的数 值 工 具 . 文 将 文  本 献 [ ] 的数值 方 法 拓 展 应 用 于 计 算 浅水 域 * 岸  9中 收 稿 日期 :0 卜0 —8 2 1 lO   图 1 坐 标 系  姚建喜( 9 5 ) 男 , 士, 18一 : 硕 主要研 究领 域为计 算船舶流体力学  国家 8 3计 划 项 目( 准 号 :0 7 6 批 2 0 AA1 Z 5 ) 国 家 自然 科 学 基 金 项 目 ( 准 号 :0 7 0 3 资 助  1 20 、 批 5793) ?  46   3  ? 武汉 理工 大学 学报 ( 通 科 学 与 工 程 版 ) 交   21年 01 第 3 5卷  图 1中 : T为 船 舶 吃 水 ; 为 船 到 岸 壁 距 离 ; Y   强 ;  S 为第 i 面元 的面 积 ; : s 个 S 为  关 于水 底 的  镜像 ;  r为源点 Q 关 于 水



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