艏柱对高速船顶浪中水动力性能影响

摘要

依托NPL 4b船型的实验数据，分别验证了基于STF切片理论和雷诺平均Navier～Stokes（RANS）方法计算程序的可信度．采用带尾端修正的STF切片法计算并分析了4种不同艏柱船型的高速船舶在顶浪、Froude数为0．8、遭遇频率为2～20rad／s条件下航行时的耐波性能，采用RANS方法得到在设计航速和波长为1．5倍船长的顶浪规则波中船舶运动的时历曲线，建立了顶浪规则波中，船体周围的兴波特性和船舶本身深沉、纵摇与船舶阻力（摩擦阻力和剩余阻力）的关系．同时，讨论了4种不同艏柱船型的水动力性能的优劣及其适用的对象船舶．结果表明，在高速航行中，NPL 4b母型船的摩擦阻力较小，斧头型艏船的兴波性能最佳，穿浪体型艏船在波浪中的总阻力最小．