浅水船舶兴波阻力特性的理论分析

运用经典的线性兴波理论对浅水船舶兴波阻力特性进行了研究。针对浅水柯钦函数与深水柯钦函数之间存在的不相容性，通过引入深度影响因子来描述水深对浅水波阻的影响，重新定义了浅水柯钦函数，得到浅水线性波阻的一个新的表达式。借助量级分析和近似处理，导出了简化浅水柯钦函数和相应的浅水线性波阻公式。在上述工作的基础上，对浅水波阻特性进行了分析和讨论，合理地解释了若干实际现象。     

稳定运动船舶的自由表面兴波波形计算

在采用面源法计算船舶兴波阻力和船舶周围流场的基础上,对稳定运动船舶引起的自由表面兴波的波形作了三维数值计算,并给出了实例,这一研究为采用波形分析方法进行船形优选作了准备。     

一类低速船舶兴波阻力的数值研究

本文根据下潜源思想改进的Hess-Smith方法和有限水深慢船理论,编制了相应的船体势流和兴波阻力的计算程序.通过对球鼻首进行特殊处理,将该程序运用于一类低速船舶——某散货船母型及两种改型的波阻研究.结果表明本方法可很好地区分仅球鼻首有微小差别的母型及其改型的兴波性能,该类船舶在同一水深下的波阻变化规律与无限水深一致.最后选出一种较优船型进行了进一步研究,探讨了浅水效应.     

船舶兴波阻力计算的Panel方法及流场的可视化实现

采用Ｐａｎｅｌ（面源）法，在微机上实现了船舶兴波阻力和可视化流场计算。在对一系列船舶进行数值计算后，将计算结果与采用Ｍｉｃｈｅｌｌ积分的兴波阻力计算结果以及实验测试结果进行比较，在中低Ｆｒ时，Ｐａｎｅｌ法比Ｍｉｃｈｅｌｌ积分法有更好的计算准确性和稳定性。     

基于势流理论的门桥兴波阻力计算

提出了门桥漕渡水阻力计算，特别是兴波阻力计算的新方法。该方法基于势流理论，考虑门桥的漕波速度和水流速度，通过坐标变换，确定了速度势的适定性条件。并选择合适的格林函数满足除门桥湿表面以外的其他定解条件，则场内的速度势只要由这一格林函数及其法向导数在门桥的湿表面上分布即可决定，大大降低了计算工作量。最后，利用面元法进行数值计算。     

深浅水中高速三体船兴波阻力数值计算

采用三维Rankine奇点一阶面元法,考虑非线性自由表面边界条件,计算了深水和浅水条件下的Wigley三体船定长直航运动兴波水动力.通过改变航速和片体之l-日J的纵向及横向间距,分析了兴波阻力随航速和片体间距的变化规律,得到了片体问最佳相对化置.将计算结果与Wigley三体船的试验结果进行了比较,结果令人满意.     

船型优化方法及最小兴波阻力船型研究

本文采用线性兴波理论与波形分析相结合的方法对理论波幅函数进行修正,导出了可用于实船兴波阻力计算和船型改进的兴波阻力修正公式,并用该公式及SUMT法对高速船型进行了优化计算,得出了最小兴波阻力船型.计算和试验结果证明,本文提出的方法对船型改进是一种很有效的方法.     

有限水深慢船理论及波阻计算

本文推广E.Baba的无限水深慢船理论,建立了有限水深慢船理论.基于低速与量级假定,将总速度势Φ分为合模势(?)_r和波动势(?),分别给出了各自的表达式,进而推导了有限水深兴波的波高、波阻公式.编制了波阻计算程序,并以半浸圆球为例进行验算,计算了Series 60船型在8种水深时的波阻.理论分析和数值计算表明:当水深趋于无穷时,本理论与Baba理论是一致的.     

单体小水线面水翼复合型高速船翼航阻力计算方法

对单体小水线面水翼复合型高速船的阻力计算原理进行了分析,在线性兴波理论的基础上,讨论了ＨＹＳＷＡＳ翼航状态兴波阻力的理论计算问题,同时也给出了该船型粘性阻力、水翼阻力、喷溅阻力以及空气阻力的计算公式,形成了一套较完善的ＨＹＳＷＡＳ翼航状态阻力计算方法。该方法计算结果可靠,可作为初步设计阶段估算阻力和主机功率之用,也为该船型的研究和设计提供重要依据。     

浅水非线性波的数值模拟

在交错网格上构造了求解非线性Boussinesq方程的紧致差分格式，此格式可以在只用到三个网格结点的情况下，达到空间四阶精度。利用这个格式，对浅水非线性波的传播过程进行数值模拟，并将此数值模型应用于求解线性、非线性渡过双突堤的绕射问题，研究了非线性对水波绕射的影响。结果表明，由于非线性对流项的作用，使得非线性渡较之线性波具有更强的散射性，因此在港口工程中，应该考虑非线性效应的影响。     

系泊时船间作用力计算模型的浅水修正

系泊船受驶过船影响,船间作用力通用计算模型在浅水中存在着较大误差,针对这种情况搜集了一些船模试验数据,对通用计算模型在浅水中的应用提出了修正方案.从修正后的结果看,修正后的通用计算模型有更高的精度,更加适合用于模拟器中船舶运动的仿真.另外,给出了系泊船受到的船间作用力峰值回归公式,研究了船间作用力在不同水深及初始横距下的变化规律.     

浅水长波近似方程的显式精确解

借助于符号计算软件Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ和消元法,本文给出了一种求非线性发展方程精确解的途径,将此方法应用于浅水长波近似方程,获得了该方程的若干精确解,其中包括弧波解和周期波解。     

浅水长波近似方程组的非线性函数变换和孤立波解

利用齐次平衡方法导出了浅水长波近似方程组的一个非线性函数变换,借助这个变换,只需解一个线性常系数偏微分方程,就可得到方程组的精确解。特别的,得到了方程组的孤立波解。     

用动力学的流矢量分裂法计算溃坝波问题

采用动力学的流矢量分裂法模拟浅水长波方程. 利用气体动力学方程与浅水长波方程 之间的比拟关系, 并结合TVD差分格式给出浅水长波方程的数值计算方法. 计算了溃坝波问 题. 数值结果与精确解的比较表明, 该方法能很好地模拟浅水长波方程中的间断解问题.     

计算浅水环流的波方程模式

对计算浅水环流的波方程模式进行了研究，指出了波方程模式的解在什么条件下满足质量守恒；并证明了空间离散误差不会影响该模式对非物理短波干扰的衰减，所以波方程模式具有较好的抑制短波振荡的特性。     

一类弱散射浅水波方程局部解的存在唯一性

研究了一类含弱散射项的非线性浅水波方程(包括弱散射的Camassa-Holm方程和弱散射的Degasperis-Procesi方程)解的局部适定性,即在空间Hs(R)(s>3/2)中,使用Kato定理,建立了该方程局部解的存在唯一性。