HydroSTAR对12000吨LNG船在波浪中运动分析(4)_毕业论文

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HydroSTAR对12000吨LNG船在波浪中运动分析(4)

总速度势可以分为两个部分,一阶速度势和扰动势。总速度势记为:

                        (2-1)

在总速度势中表示扰动势,表示为入射波的一阶速度势。在规则波稳态的条件下扰动势

                                            (2-2)

入射波的一阶速度势为:

                     (2-3)

               (2-4)

其中A是波幅,h是水深,k0是波数。

                    (2-5)

在无限水深的条件下:

               (2-6)

基于迭加原理,可以把扰动势分为四个部分:

                    (2-7)

控制方程:

                 (2-8)

线性自由表面:

 (z=0),     (2-9)

物体表面

       (2-10)

底部条件

                 (2-11)

远方条件

       (2-12)

2。2。2 对速度势分量的求解以及引入格林函数

对于和在由物面SH、静水面SF、底面SB和远方控制面SC所围成的流体域。在域内的点P满足格林函数第二公式:

    (2-13)

由边界条件(2-11)、(2-12)可知在SB和SC上,积分(2-13)均为0。考虑到的特殊情况下,与此同时,边界条件(2-9)改为(z=0),公式(2-10)可以改为:

       (2-14)

积分(2-14)内包含自由表面积分,但是自由表面是无穷大的,这样就给我们求解积分带来了困难。因此需要对数值进行一些处理,可以用假设在流场中解析的函数替代,或者对进行修改,可以改写成,H(p,q)在流域中无奇异性。为了消去自由表面的积分项,设,和p相对于自由液面对称。很明显可以发现在自由表面结果是0,由此可得自由面积分同样是0。因此公式(2-14)可以改为:

      (2-15)

此时可以代入内部解,然后就可以得到分布源模型了:

             (2-16)

物面条件以及Hayes-Smith方法得到分布源密度。在的条件下解得是实数,因此也为实数。因此同样可以发现进过积分后水动力参数也是实数,所以物体的附加质量为,兴波阻尼系数是0。

考虑在一般条件下,也就是当的情况,格林函数需要符合Laplace方程和自由表面、底部和远方条件:

(z=0)                 (2-17)

,(z=-h)                  (2-18)

,(z=-h)                 (2-19)

            (2-20)

在上面的公式中p(x,y,z)为动点,是固定点也是点源的位置,小于0。

基于分离变数法可以求解得无限水深三维频域无航速格林函数[18]的围道积分公式[1]:

       (2-21)

在(2-21)中是自由面条件和底部条件的柱坐标分离变数解。围道L沿着正半实轴进行,在点v附近绕下半圆周通过。 (责任编辑:qin)