大型船舶浅水增阻和流场特性数值研究

朱广春，朱鹏飞，艾万政，沈亚鹏

(1.浙江交通职业技术学院海运学院，浙江杭州 311112；2.浙江海洋大学船舶与海运学院，浙江舟山 316022)

大型船舶在现有港口、运河航道、狭水道以及近海位置航行时，由于水深限制，不可避免受到浅水效应的影响。在第27 次国际拖曳水池会议(International Towing Tank Conference，ITTC)强调了对浅水效应研究的不足，并得出结论认为，浅水中大型船舶和浮式结构的运动知识仍然是一个具有挑战性的问题。其中船舶的阻力对浅水的影响十分敏感，同时船舶周围流场受浅水的影响也会发生很大改变，对船舶自身和周围船舶的航行安全都会产生影响。因此研究浅水中的船舶增阻及流场特性，对船舶的性能预报、操纵性研究及浅水修正有着重大的意义。

船舶在浅水中航行的各项性能研究主要有船模试验方法、势流理论以及粘性理论方法。TARAFDERE,et al[1]和马兴磊等[2]用基于势流理论的方法对船舶浅水水动力进行了研究。PAVKOV,et al[3]和YUN Kunhang,et al[4]用船模水池试验对浅水中船舶阻力和下沉进行了研究。MUCHA 和EL-MOCTAR[5]使用势流和RANS 方法进行了数值分析，RANS 解算器能很好地预测阻力，而势流法则显示出了一定的偏差。TEZDOGAN,et al[6]以DTC(duisburg test case)船型为对象，采用了CD-Adapco 的Star-CCM+RANS 求解器，对其在非对称运河中的表现和行为进行了评估。孙帅等[7]以标准船型KCS 为对象，在不考虑自由液面和桨舵影响的情况下，研究了水深对船舶阻力及流场特性的影响。ELSHERBINY,et al[8]采用水池试验的方法研究了标准船型KCS 在苏伊士运河水域中水深和航道宽度变化对阻力的影响。……