基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究

陈 震 肖 熙

上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海 200030

基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究

陈 震 肖 熙

上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海 200030

基于海浪波面的随机特性，研究船舶底部砰击压力的计算方法。分析纵向入水角对船底砰击压力量值的影响程度，建立二者之间的定量关系。在预报船舶砰击压力时引入随机海浪的波面条件，计及船舶运动和海浪波面倾角因素对砰击压力的影响。采用蒙特卡罗数值模拟法对砰击压力的统计规律进行研究，结果表明：计及纵向入水角的船底砰击压力计算方法，更加合理地反映波面条件和船底波面形状等因素的影响。

船舶底部砰击；波面随机性；纵向入水角；蒙特卡罗法

1 引言

在过去的几十年里，船舶砰击方面研究取得了很大进展，但是仍有一些与砰击相关的基本问题未完全解决，例如船舶底部砰击的临界相对速度至今尚无明确的物理解释［1］；静水落体试验和船模适航性试验结果相差甚大，海浪波面条件对砰击压力的影响程度未知等。当发生砰击时，船舶底部纵向龙骨线与波面之间存在一定夹角，该夹角使得船体各横剖面并非同时入水，而是自船中至首部各剖面依次撞击波面。船舶发生砰击时船底龙骨线与波面夹角具有随机性，砰击压力大小不仅与船底横剖面形状有关，还应考虑船舶运动和波面条件等因素。 Ochi和 Schenzle［2－3］开展的船模砰击试验充分说明波面条件对船舶底部砰击压力量值的影响。……