基于高阶谱方法的非线性聚焦波下船体运动的模拟

• 作者: 朱仁传 汪小佳 肖倩 黄山
• 来源期刊: 中国造船
• 学科: 交通运输
• 关键词: 高阶谱方法 非线性入射力 非线性回复力 非线性聚焦波 三维时域
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 学术论文
• 页码范围: 50-59
• 页数: 10页
• 分类号: U661.1
• 字数: 4169字
• 语种: 中文

摘要

为了研究入射波浪的非线性对船舶运动的影响,提出了一种新的描述船体运动的非线性时域混杂方法.将高阶谱(HOS)方法引入船舶时域运动计算模型中,用来模拟非线性入射波浪场,在瞬时湿表面上实时积分,求得船舶遭遇波浪时的非线性入射波浪力和非线性回复力,在弱散射假定下建立非线性波浪中船舶的运动方程.当HOS中摄动阶数为1时,船体运动模拟结果与规则波下试验的RAO结果对比良好,验证了改进后的时域模型的可行性和有效性.当HOS中摄动阶数为3时,非线性波浪场演化结果与聚焦波的试验数据对比,验证了入射波模型的正确性.分析了非线性入射波浪间的相互作用,并以Wigley Ⅲ为对象,计算分析不同波幅的聚焦波下船体时域运动响应,进一步考察波浪的高阶非线性对船舶受力和运动的影响.研究表明,非线性波浪的相互作用对波浪的频率分布、聚焦结果以及入射波浪场的压强分布有显著的影响,对船体的入射波浪力以及垂荡运动的影响最为显著,非线性的影响随着聚焦波幅的增大而变大.