第40卷第4期 2017年12月
上海船舶运输科学研究所学报
JOURNAL OF SHANGHAI SHIP AND SHIPPING RESEARCH INSTITUTE
文章编号：1674-5949(2017)04-0006-07
Vol, 40 No. 4 Dec.2017
船舶波浪增阻及运动响应的黏性数值计算研究
陆泽华，董国祥，陈伟民
（上海船舶运榆科学研究所航运技术与安全国家重点实验室，上海200135
摘要：数值水池计算是利用先进的水动力学理论模型和精细数值计算方法，在不同海洋环境中进行相关流体动力响应研究的高精度虚拟试验。基于商业软件STAR-CCM+建立全黏流数值波浪水池，采用VOF方法捕提自由面，模拟规则波浪，造波质量优良。以19000DWT多用途船为研究对象，应用RNG一滞流模型封闭并求解 RANS方程和运动方程，计算日标船在不同波浪环境工况下的波浪增阻和运动响应，计算结果与模型试验结果吻合度较高，验证了数值计算模型的可行性与精确性，可用于船舶在波浪中航行性能研究的精细模拟，为波浪中船舶快速性预报和船型优化提供技术支撑。
关键词：数值计算；波浪增阻；运动响应；多用途幅
中图分类号：U661.31
文献标志码：A
Viscous NumericalCalculation on Wave AddedResistance
andMotionResponsesof Ships
LUZehua，DONGGuoriang，CHENWeimin
(State Key Laboratory of Navigation and Safety Technology,Shanghai Ship &
Shipping Research Institute,Shanghai 200135,China)
Abstract: A viscous numerical wave tank is established based on the commercial software STAR-CCM+. The regular wave is simulated with high quality by using VOF method for catching free surface. The RANS and the motion equations are closed and solved by using RNG turbulence model. The wave added resistance and motion responses of the 19 ooo DWT multi-purpose vessel in different waves are calculated. The viscous numerical calculation results are verified by comparing them with model test results, which shows the feasibility and accuracy of the proposed numerical calculation model. The researech can be of help in ship speed predietion and ship form optimization in waves.
Key words; numerical calculation; wave added resistance; motion response; multi-purpose vessel 0引言
船舶大多数情况下都是在波浪环境中航行的，尤其是远洋运输船舶，在航行的过程中会遭遇各种海况，海上波浪环境是影响船舶运营效能的最主要外界环境。因此，船舶在波浪中的航行性能才能更真实地反映船舶的运营效能，针对实际运营过程中遭遇的波浪环境进行船舶性能研究，将成为提高船舶能源利用效率、减少船舶能耗的重要技术途径，对提高船舶远洋航行安全也具有重要意义。
波浪中船舶阻力增加的主要研究手段包括模型试验和数值计算。对于短波中船舶的阻力增加，模型试验存在物理水池的造波机能力限制短波环境的模拟和短波具有稳定性较差等两方面围难，在水池中衰减与耗散比较严重，使得水池中较难模拟出高品质的短波，综合其他各因素的影响，导致短波中船舶阻力增加模
收稿日期：2017-10-19
作者简介：陆泽华（1991一），男，江苏南通人，实习研究员，硕士，主要从事船舶水动力研究及水动力试验设施建设工作。万方数据