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基于频域高阶Rankine源法的有航速船舶斜浪中六自由度运动数值计算研究
被引量：
5
1
作者
杨云涛
朱仁传
+1 位作者
陆安
高慧
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2022年第11期1668-1679,共12页
针对船舶斜浪航行时的六自由度运动预报,本文在频域势流理论框架下,采用高阶Rankine源法求解考虑定常绕流影响的绕辐射问题,建立多自由度耦合运动计算模型。为计及流体粘性对横摇运动的影响,基于计算流体力学理论对船舶自由横摇衰减运...
针对船舶斜浪航行时的六自由度运动预报,本文在频域势流理论框架下,采用高阶Rankine源法求解考虑定常绕流影响的绕辐射问题,建立多自由度耦合运动计算模型。为计及流体粘性对横摇运动的影响,基于计算流体力学理论对船舶自由横摇衰减运动进行模拟,经能量法处理求取横摇阻尼系数,并将其引入频域运动方程。在此基础上,自主开发船舶在规则波中斜浪航行时运动响应的数值计算程序。为验证方法和程序的可靠性,对S175集装箱船在遭遇浪向为150°时的垂荡、横摇和纵摇运动进行模拟,通过与基于移动脉动源的数值方法及试验结果的对比发现,本文方法计算稳定,且由于考虑了定常绕流的耦合影响,在共振频率附近的预报值与试验更为接近。进一步对不同浪向下S175以及肥大的S-Cb84散货船的六自由度运动进行数值计算与分析,结果显示数值解与试验值吻合良好。本文方法对于不同浪向和船型均有着广泛的适用性。
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关键词
频域
高阶
rankine
源
法
斜浪
六自由度运动
横摇阻尼
下载PDF
职称材料
波浪中航行船舶水动力和运动分析的Rankine源高阶面元法研究
被引量：
2
2
作者
杨云涛
朱仁传
高慧
《中国造船》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期14-27,共14页
基于三维频域势流理论,采用计及定常绕流影响的物面和自由面条件,建立了求解波浪中航行船舶水动力和运动响应的Rankine源高阶面元法。采用九节点等参单元离散船体表面,引入Rayleigh人工阻尼项消除自由面截断处波浪的反射,并基于积分方...
基于三维频域势流理论,采用计及定常绕流影响的物面和自由面条件,建立了求解波浪中航行船舶水动力和运动响应的Rankine源高阶面元法。采用九节点等参单元离散船体表面,引入Rayleigh人工阻尼项消除自由面截断处波浪的反射,并基于积分方法计算物面条件中的m_(j)项。为了反映波浪自船头向船尾传播的特性,提高数值计算稳定性和精确性,采用二阶迎风差分格式处理自由面条件中速度势的二阶空间导数。选择不同的自由面范围和网格密度对船舶在典型工况下的水动力系数进行计算和分析,以确定达到收敛要求的离散参数取值。在此基础上,针对不同船型在不同遭遇频率下的水动力和运动响应进行数值预报,并将它们与试验及其它数值方法的结果进行对比,表明用该方法计算的结果与试验数据吻合良好。该方法与基于线性均流和常值单元离散的Rankine源法相比精度更高,对于船体外飘的船舶水动力计算要比移动脉动源法更为稳定。
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关键词
频域
高阶
rankine
源
法
Rayleigh人工阻尼
定常绕流耦合
二阶迎风差分
有航速船舶耐波性
原文传递
题名
基于频域高阶Rankine源法的有航速船舶斜浪中六自由度运动数值计算研究
被引量：
5
1
作者
杨云涛
朱仁传
陆安
高慧
机构
江苏科技大学船舶与建筑工程学院
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2022年第11期1668-1679,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52101357)
江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究项目资助(21KJB580012)
江苏科技大学科研启动基金项目。
文摘
针对船舶斜浪航行时的六自由度运动预报,本文在频域势流理论框架下,采用高阶Rankine源法求解考虑定常绕流影响的绕辐射问题,建立多自由度耦合运动计算模型。为计及流体粘性对横摇运动的影响,基于计算流体力学理论对船舶自由横摇衰减运动进行模拟,经能量法处理求取横摇阻尼系数,并将其引入频域运动方程。在此基础上,自主开发船舶在规则波中斜浪航行时运动响应的数值计算程序。为验证方法和程序的可靠性,对S175集装箱船在遭遇浪向为150°时的垂荡、横摇和纵摇运动进行模拟,通过与基于移动脉动源的数值方法及试验结果的对比发现,本文方法计算稳定,且由于考虑了定常绕流的耦合影响,在共振频率附近的预报值与试验更为接近。进一步对不同浪向下S175以及肥大的S-Cb84散货船的六自由度运动进行数值计算与分析,结果显示数值解与试验值吻合良好。本文方法对于不同浪向和船型均有着广泛的适用性。
关键词
频域
高阶
rankine
源
法
斜浪
六自由度运动
横摇阻尼
Keywords
frequency-domain higher-order
rankine
source method
oblique wave
6-DOF motion
viscous roll damping
分类号
U661.32 [交通运输工程—船舶及航道工程]
下载PDF
职称材料
题名
波浪中航行船舶水动力和运动分析的Rankine源高阶面元法研究
被引量：
2
2
作者
杨云涛
朱仁传
高慧
机构
江苏科技大学船舶与建筑工程学院
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室
出处
《中国造船》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期14-27,共14页
基金
国家自然科学基金项目(52101357)
文摘
基于三维频域势流理论,采用计及定常绕流影响的物面和自由面条件,建立了求解波浪中航行船舶水动力和运动响应的Rankine源高阶面元法。采用九节点等参单元离散船体表面,引入Rayleigh人工阻尼项消除自由面截断处波浪的反射,并基于积分方法计算物面条件中的m_(j)项。为了反映波浪自船头向船尾传播的特性,提高数值计算稳定性和精确性,采用二阶迎风差分格式处理自由面条件中速度势的二阶空间导数。选择不同的自由面范围和网格密度对船舶在典型工况下的水动力系数进行计算和分析,以确定达到收敛要求的离散参数取值。在此基础上,针对不同船型在不同遭遇频率下的水动力和运动响应进行数值预报,并将它们与试验及其它数值方法的结果进行对比,表明用该方法计算的结果与试验数据吻合良好。该方法与基于线性均流和常值单元离散的Rankine源法相比精度更高,对于船体外飘的船舶水动力计算要比移动脉动源法更为稳定。
关键词
频域
高阶
rankine
源
法
Rayleigh人工阻尼
定常绕流耦合
二阶迎风差分
有航速船舶耐波性
Keywords
higher-order
rankine
source method in frequency-domain
Rayleigh’s artificial friction
effect of steady flow
second-order upwind scheme
ship seakeeping with forward speed
分类号
U661.3 [交通运输工程—船舶及航道工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于频域高阶Rankine源法的有航速船舶斜浪中六自由度运动数值计算研究
杨云涛
朱仁传
陆安
高慧
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2022
5
下载PDF
职称材料
2
波浪中航行船舶水动力和运动分析的Rankine源高阶面元法研究
杨云涛
朱仁传
高慧
《中国造船》
EI
CSCD
北大核心
2022
2
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