高耐波性单体复合船型非线性水动力性能研究

Hybrid monohull is a kind of high performance ship with good sailing performance in rough sea. The aim of this program is to research the nonlinear hydrodynamics and prediction technology of motion and wave loads for hybrid monohull. The nonlinear hydrodynamic calculation method considering viscous effect will be built for the character of hybrid monohull and especially the nonlinear problems from the longitudinal motion stablizing appendage under the bow. The viscous lifting effect will also be considered. Then the motion equations will be modified,and the prediction method will be built. The prediction results will be validated by model test. By the calculation and analyses of nonlinear hydrodynamics the stablizing mechanism of hybrid monohull will be opened out, and the hydrodynamic performance rules will be summarized. This program will provide the theory direction for the optimized design and extending application.

单体复合船型是近年来出现的具有风浪环境下优良航行性能的新型高性能船型。本项目是研究高耐波性单体复合船型非线性水动力性能及运动和波浪载荷的预报技术，针对所研发的高耐波性单体复合船型的船型特点，特别是首部加装减纵摇组合附体后带来的非线性水动力问题，在理论计算上建立考虑粘性效应的非线性水动力计算方法。同时考虑组合附体粘性和动升力影响，对运动方程进行修正，建立单体复合船型非线性运动与波浪载荷预报方法，并通过水池模型试验对理论预报结果进行验证。通过单体复合船型非线性水动力数值计算进一步揭示单体复合船型的减纵摇机理，总结该船型的水动力性能规律，为单体复合船型及组合附体优化设计及推广应用提供理论指导。

单体复合船型是近年来出现的具有风浪环境下优良航行性能的新型高性能船型。本项目是研究高耐波性单体复合船型非线性水动力性能及运动和波浪载荷的预报技术，针对所研发的高耐波性单体复合船型的船型特点，特别是首部加装减纵摇组合附体后带来的非线性水动力问题，在理论计算上建立考虑粘性效应的非线性水动力计算方法。进一步揭示单体复合船型的减纵摇机理，总结该船型的水动力性能规律，为单体复合船型及组合附体优化设计及推广应用提供理论指导。.1）基于RANS方法建立单体复合船型三维船体辐射水动力计算方法，重点研究针对单体复合船型组合附体特殊构型的分块建模技术，选取适当的湍流模式，考虑自由液面影响，建立稳定高效的算法。.2）利用单体复合船型粘性辐射水动力的计算结果，结合考虑自由面与物面非线性的二维势流时域理论，建立单体复合船型运动与波浪载荷预报方法，通过水池模型试验对理论预报结果进行验证。计算结果表明粘性、动升力及自由面与物面非线性等对单体复合船型运动预报结果都会产生影响。.3）根据单体复合船型水动力计算结果，通过流场分析及船体动压力分布情况分析了组合附体构型及尺寸对其水动力性能的影响，结合水池模型试验结果，研究了组合附体对单体复合船型运动性能的影响规律，进一步揭示了单体复合船型减摇机理。