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短波增阻对船舶在波浪上的运动影响

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:Faltinsen等[261]推导了短波中船舶波浪增阻的渐近计算公式。为了解决这个问题,仿照后文Fujii公式法中的αd的表达,可混合计算求解波浪增阻:式中,R aw1为常用算法所计算出的全频率范围内的波浪增阻,而R aw2为Faltinsen公式法计算出的短波波浪增阻。Fujii和Takahashi[276]于1975年通在圆柱二阶漂移力计算公式中引入修正系数的方法,推导出了短波波浪增阻的半经验计算公式。

短波增阻对船舶在波浪上的运动影响

短波是一个相对的概念,是指入射波波长相对于船长而言较短。在相同海域航行时,船长较长的船舶所遭遇的随机海浪中,短波的成分要比传统船长的船舶多。在短波入射波的工况下,入射波几乎完全被船体所反射,绕射波主要存在于船艏附近。这些非线性因素无法完全在线性势流理论的范围内加以考虑,对于肥大型船舶航行时,艏部的反射效应更为显著,流场更为复杂,想要精确描述此时的流场特征,需要的计算资源和时间都将大大增加。为了克服这个问题,有学者提出了几种半经验的计算公式用于短波增阻的快速计算。

Faltinsen等[261]推导了短波中船舶波浪增阻的渐近计算公式。他假定船舶在水线面附近的船体都是直壁。同时通过假定入射波波长与船舶吃水相比是个小量来排除船舶摇荡运动的影响。这样短波中的波浪增阻仅仅与水线面上的船体形状相关,其表达式为

式中,θ为水线切线方向与x轴的夹角;β为浪向角;L为船舶非遮蔽区域的水线。

Faltinsen公式法计算出的结果在长波入射波中误差较大,若直接将经验公式法的结果与三维理论计算的结果相加,势必会影响到长波入射波中计算结果的准确性。为了解决这个问题,仿照后文Fujii公式法中的αd的表达,可混合计算求解波浪增阻:

式中,R aw1为常用算法所计算出的全频率范围内的波浪增阻,而R aw2为Faltinsen公式法计算出的短波波浪增阻。(www.xing528.com)

Fujii和Takahashi[276]于1975年通在圆柱二阶漂移力计算公式中引入修正系数的方法,推导出了短波波浪增阻的半经验计算公式。此后,日本National Maritime Research Institute(NMRI)的学者Kuroda等[277]和Tsujimoto等[278]通过引入修正系数对该公式进行改进。其表达式如下:

在Fujii&Takahashi公式中,有

NMRI改进后的系数表达式为

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