运用三维频域格林函数分布源的方法，计算在有航速的条件下12000吨LNG船在规则波中不同水深的水动力性能。借助vship对数值结果进行可视化处理。

本课题所采取的理论为传统的波浪理论和势流理论。并根据HydroSTAR软件的应用，对受水深因素影响进行运动分析，从而来分析船舶的运动。做的工作有：

（1）运用波浪理论和势流理论分析波浪中船舶在波浪中运动，建立合适的网络模型。

（2）计算12000吨LNG船在无限水深下于频域内在波浪中的运动。

（3）计算12000吨LNG船在有限水深下于频域内在波浪中的运动。

（4）计算12000吨LNG船在不同水深中在波浪中的运动。

（5）比较以上计算结果，分析船舶在航行时受水深因素影响的运动。

第二章  势流理论与结构分析的基本方法

本课题主要采用在船舶波浪运动分析运用较为广泛的由法国BV船级社开发的HydroSTAR软件对12000吨LNG船在有限水深和无限水深的。水动力学性能和在规则波中六自由度的运动，以及水深对水动力性能的影响。因为HydroSTAR软件的功能强大，技术成熟，在水动力学数值计算领域得到普遍认可。本章主要介绍与本课题研究内容相关的计算理论和方法。

根据第24届国际船模拖曳水池大会报告（Proceedings of 24th ITTC，2005），船舶在波浪中运动水动力学理论和实验研究的热点问题主要有波浪载荷和船舶运动，波浪曾阻，高速船和多体船波浪响应，参数横摇，砰击、上浪及船体动力响应等。针对这些问题的研究可以分为势流理论方法和粘流理论方法。关于船舶线性运动预报的三维频域有航速格林函数方法，Chen[7]（2001年）和Nobless[8]等（2003年）分别提出了格林函数的不同表达，关于边界积分方程中线积分项的性质及其数值处理仍有待探明。采用时域格林函数，Kataoka[9]等（2001年）、Sen[10]（2002年）、Kara[11]等（2003年）分别进行时域线性、物面非线性水动力问题的计算，这些研究仍沿用Lin[12]等（1990）提出的数值模型。为了考虑自由面条件的非线性影响，Shirakura[13]等（2002年）研究采用简单格林函数和混合欧拉－拉格朗日（MEL）方法进行全非线性问题计算，在有航速时，时域计算难以稳定，因此，不少研究（Yasukawa[14]，2002年；Hermans[15]，2004年）将自由面条件简化到静水面处理。Rankine源方法的困难在于自由面条件的稳定性和远方辐射人工边界条件的处理，本书针对线性问题提出了新的解决方法。为模拟波浪载荷的非线性，不少研究者采用时域非线性切片方法，共同特点是计及瞬时位置入射波作用力的非线性，而水动力部分的处理有的考虑了记忆效应，有的近似考虑了物面变化的非线性，其中航速效应的处理有的沿用STF切片理论，有的采用统一细长体理论，有的对高速船采用线性二维半理论。

2。1  概述

根据解析自由面格林函数方法和根据简单格林函数的Rankine源方法是目前用三维方法解决辐射和绕射的水动力边值问题的两种主要方法。

自由面格林函数能够自动满足线性自由面条件和远方条件。从而可以利用格林函数将速度势表达为沿浮体湿表面的面积分和浮体与水面交线的线积分之和。

为了应付复杂的波浪问题。三维无航速频域格林函数、三维无穷水深格林函数、三维有限水深格林函数、二维无限水深格林函数和二维有限水深格林函数被建立起来[16][17]。

2。2  势流理论

2。2。1 基于势流假设的流场速度势分解

本课题研究的主要内容采用线性势流理论。即在假设的不可压缩、无粘性和均匀的理想流体中。船体在规则波中做微幅运动。流场可以用速度势来描述。其中指的是振荡频率。