目前,对船舶水动力性能理论预报的方法有二维切片法、二维半理论和三维面元方法。船舶运动传统的理论预报方法是根据细长体假设的切片法。切片法具有计算快捷、对船型适用性好等诸多优点因而在船舶工程界得到了普遍的应用。由于新切片理论是根据高频低速假定的,在计算流场解时,分别求解船舶诸横剖面柱体振荡流场,不能考虑切片间的流体干扰作用。高航速下切片法对船舶运动响应的预报理论结果与试验结果比较出入较大。这就限制了切片法在高速船运动和载荷预报上的进一步应用。20世纪70年代后期出现的高速细长体理论。考虑了有航速的自由年条件,同时依据船体细长的几何特性,保留了二维流场的假定,又称二维半理论。该方法对于高速细长体的水动力性能预报效果很好,国外已有应用二维半理论求解高速多体船的水动力特性的研究工作。但由于忽略了横向波浪影响,不适合低傅汝德数的低速情况。86317
早期Haskind[1]、Havelock[2]和John[3][4]得出了三维脉动源格林函数的解析表达式,单受困于计算机水平,实现三维计算比较困难。随着计算机的发展,三维水动力理论取得了显著的进展,越来越受到人们的关注。三维方法不仅可以解释流动的三维效应,而且可以考虑自由面边界条件的航速效应,在计算具有三维几何特性的海洋结构物水动力问题时较切片法更为合理。三维理论包括频域和时域方法,应用三维方法求解辐射和绕射的水动力边值问题可采用分布源、分布偶极以及混合分布模型,目前一般采用根据解析自由面格林函数或简单格林函数的分布源方法。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,从而可以利用格林公式将速度势表达为分布源沿浮体湿表面的面积分和浮体与水面交线的线积分之和。为了解决波浪问题,多种适应不同情况的格林函数被建立起来(Wehausen and Laitone 1960。Newman 1985[5]。Telsteand Noblesse 1986[6])。论文网
本课题根据HydroSTAR计算机软件的应用,能准确的计算出船体的水动力性能,其次通过对水动力性能的分析,最后了解船体的运动特性。目前,国外对这方面的研究已有了大量研究,其中影响最大做得最好的是法国BV船级社。法国BV船级社对这方面进行研究的软件是HydroSTAR,其包括Hsmsh和Starspec等模块,本课题我采用HydroSTAR软件。BV船级社在2004年的Updated VShip Visualizer User’s Guide(最新船舶可视化工具用户手册)及在2013年发布的HYDROSTAR FOR EXPERTS USER MANUA(HydroSTAR专业用户手册)给我们详细的介绍了HydroSTAR软件的应用。船级社内的研究人员X。B。 Chen、F。 Rezende、S。 Malenica、J。R。 Fournie四人发表的论文Advanced hydrodynamic analysis of LNG terminals(先进LNG接收站水动力分析)给我们介绍了对大型漂浮式LNG接收站的水动力分析。文中还介绍了多浮体之间的水动力性能。Malenica S、Derbanne Q、Z alar M和Chen X。B发表的论文Wave-current-floating body interactions in water of finite depth(有限水深中波流与浮体的相互影响)运用势流理论对波浪流与浮体间的相互作用进行了分析,给我们介绍了势流理论在这方面的具体应用。因此,我们可以参照这些相关文献,通过HydroSTAR软件完成我们的课题研究。