三体船波浪增阻与纵向运动数值模拟及试验研究

李昂， 李云波

(1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001； 2.上海海事大学 海洋科学工程学院，上海 201306)

三体船在合理的主片体布局下，相比于单体船和双体船，在中高航速下具有良好的阻力性能。而在耐波性方面，由于2个侧片体的存在，三体船也具有优良的稳定性以及耐波性能，成为极具应用前景的新船型。海上航行的船舶通常会遭遇波浪，船舶在波浪中的增阻会导致主机功率的增加。如何精确地预报船舶在波浪中的增阻非常重要。在过去的几十年里，波浪增阻以及船舶运动问题已经通过模型试验以及数值计算方法进行了广泛的研究。

模型试验方法包括对60系列[1]和S175集装箱船[2]、Wigley船型[3]以及KVLCC2船型[4]的波浪增阻问题的研究。对于三体船型波浪增阻的试验研究相对较少。基于势流理论方法研究波浪增阻问题可以主要分为远场方法[5]、近场方法[6]以及Rankine源法[7]。随着计算机技术的迅速发展，CFD技术在预报船舶波浪增阻以及运动方面得到广泛的应用，基于粘流理论的CFD数值计算方法考虑了粘性效应，能够计算船舶的大幅运动。国内外研究学者对单体船型进行了大量的CFD计算研究[8-11]，分析了航速、波浪周期、波幅等参数对波浪增阻及运动的影响。吴乘胜等[12]对高速三体船波浪中运动与增阻进行了数值计算研究，分析了侧片体对主船体阻力增加的影响。陈悦等[13]对高速三体船在规则波中的波浪增阻及纵向运动进行了数值仿真研究，并通过与模型试验结果进行对比验证其方法的有效性。……