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波浪沿倾斜堤岸传播的数值研究

魏泽  
【摘要】:水路运输高速化和船舶大型化是现代水路运输发展的趋势。目前,国内已经投入营运的高速船舶的航行性能有一个很普遍的问题,那就是尾浪过高。过高的尾浪会掀翻小船、引起岸滩剥蚀、堤脚掏空、危及水工建筑安全等。怎样降低高速船的尾浪已经越来越受船舶工程界及航运部门的关注。在限制水域中,航行尾浪小已经成为高速船舶和大型船舶正常航行的必要条件之一。 本文以近域高阶面元法计算、远域商业软件计算相结合,构建一种船行波沿倾斜坡岸传播的近、远域相结合算法的初步框架。 本文使用基于NUBRS的高阶Rankine源法对船舶近场兴波问题进行数值计算。选取高速Wigley船型和NPL船型为计算算例,对深水、浅水状态下的Wigley船型和NPL船型的尾浪进行了数值计算。 文中利用较成熟的商业软件FLUENT,使用VOF方法求解Navier--Stokes方程,对数值造波进行了初步探讨。采用UDF宏设置造波边界条件的纯数值造波方法生成了在二维数值水池中正向传播的规则波,此外对规则波沿倾斜坡岸传播的情况进行了初步模拟。数值计算值与近似理论值相差不大。 本文所做的工作为进一步研究船舶尾浪对堤岸的影响积累了一定的经验。


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