單體復合船型半潛體水動力系數的計算

孫士艷，任慧龍，孫樹政

(哈爾濱工程大學，黑龍江 哈爾濱150001)

0 引 言

人類在探索海洋的過程中，逐漸意識到船舶發揮羞不可替代的作用。而船舶的性能也隨即成為人們關注的焦點，確切地說，船舶的先進性已經成為各國綜合實力的象征。從現有的水面艦船看，快速性、耐波性兼有的高性能船型并不多見。20世紀90年代初，哈爾濱工程大學研發了一種單體排水式復合船型，以深V和圓舭船型為母型加裝減縱向運動組合附體構成單體復合船型，并在一艘450 噸級艇上成功地進行了實船海試。試驗表明，該單體復合船型具有優良的耐波性［1］。同時，對于這種高性能船的波浪載荷預報也提出了更高的要求。

目前，對于細長體船舶，流場可以用二維流動來近似，因此，對于此類常規船舶在波浪載荷預報上通常采用切片法。試驗和理論研究表明，切片法已足以準確描述船舶在波浪中的縱向運動，不僅如此，二維切片法較三維的方法計算時間大大縮短，在工程應用上非常簡單和有效。但針對一些水線以下船體型線復雜的船型，例如，哈爾濱工程大學研發的單體復合船型，首部加裝的半潛體剖面曲率變化比較大，基于勢流理論的切片法已經無法準確對首部半潛體的受力進行預報。

因此，有很多學者對半潛體周圍的流場進行理論和實驗研究。在理論研究上，工程應用比較廣泛的是RANS 方法。RANS 方法是將湍流流動看成時間平均流動與順勢脈動流動2 種流場的疊加。……