不同吃水条件下船舶运动及附加阻力的研究

余建星， 于佳晖， 余杨， 徐立新， 韩梦雪， 李牧之， 李杨

(1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072; 2.天津大学 天津市港口与海洋工程重点实验室,天津300072; 3.北部湾大学 机械与船舶海洋工程学院,广西 钦州535011)

由于国际海事组织(IMO)要求估算因风和波浪引起的船舶附加阻力相对于平静海面阻力的大小[1]。改变船型和环境条件，波浪附加阻力具有明显的变化。因此，估算附加阻力是航运业的一个重要问题。在过去的几十年中，用实验和数值方法对波浪引起的附加阻力问题进行了广泛的研究。

通过水池试验的研究，附加阻力与船舶运动、船速、波长、波高、航向、船体形状、船艏形状有关。船艏形状通常提供更大的附加阻力[2]。Kashiwagi等[3]研究了波高以及球鼻艏对船舶运动的影响。Steen[4]专注于考虑低海况的短波区域的船舶运动实验。计算流体力学(CFD)的优点是不使用附加阻力分析公式或粘性效应经验值的情况下进行非线性计算，但是比势流理论方法花费更多时间。Sadat-Hosseini等[5]通过建模分析不同船型的附加阻力和船舶运动，并将初步结果与实验数据进行了比较。黄德波等[6]基于计算流体动力理论建立了数值波浪水池对单船和双体船迎浪航行进行了模拟研究。

短波条件下附加阻力是国内外研究重点。由于球鼻艏饶射的水动力非线性效果加剧[7]，用已有的计算方法精确计算附加阻力是十分困难的。为了解决这个问题， Fujii等[8]通过采用一些互补系数得出了一个半经验公式。……