船舶非定常兴波问题的时域计算研究

摘要

本文作者通过对大量相关文献特别是非定常自由面流动和水动力问题方面的文献的阅读和分析,结合导师承担的基金项目,对船舶非定常线性兴波问题作了比较深入细致的研究.本文第2章给出了非定常兴波问题的数学提法,给出了采用Kelvin面元法时间步进地求解非定常兴波问题的源分布模型.第3章在前人对时域Green函数及其导数计算的工作的基础上,提出了一种新的计算时域Green函数及其导数的方法,计算结果显示这种方法是有效的.第4章介绍了NURBS的一些基本理论及本文后续计算中将要用到的基本技术,并用NURBS技术生成了一些基本曲面和船体曲面.第5章作为算法的验证,从较简单的近自由面运动潜体的非定常兴波问题入手,首先对无限水深近自由面潜体突然加速和渐近加速的非定常兴波问题作了计算,给出了非定常兴波波形和非定常兴波阻力随时间的变化曲线,计算结果与其它文献给出的结果进行了比较,其吻合程度令人满意.第6章则以Wigley船型为例作了计算,给出了Wigley船型的非定常兴波波形和非定常兴波阻力随时间的变化曲线.第7章对本文的工作进行了全面总结,并给出了今后研究工作的展望.

目录

文摘

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主要符号表

第1章引言

1.1选题背景与意义

1.2非定常兴波问题的研究现状及进展

1.3面元法

1.4本文主要工作及创新之处

第2章线性非定常兴波问题的数学描述

2.1线性非定常兴波问题的数学提法

2.2直接法的基本公式和时域GREEN函数

2.3间接法

第3章三维时域GREEN函数的数值计算

3.1数值处理

3.2数值结果

3.3本章小结

第4章基于NURBS的高阶面元法

4.1 NURBS几何造型

4.1.1 B样条的递推定义

4.1.2 B样条曲线的分类

4.1.3数据点的参数化

4.1.4曲线曲面上点的坐标和导矢的计算

4.1.5曲线曲面的反算

4.1.6 NURBS几何造型

4.2基于NURBS的时域KELVIN源高阶面元法

4.2.1无限水域线性非定常兴波问题的数学描述

4.2.2数值方法

4.3本章小结

第5章潜体的非定常兴波计算

5.1求解潜体线性非定常兴波问题的时域高阶面元法

5.2数值结果

5.3本章小结

第6章船舶非定常兴波计算

6.1有关物理量的NURBS表达

6.2数值结果

6.3本章小结

第7章总结与展望

7.1本文总结

7.2工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文和参加科研情况