文章摘要:水面比降是影响船舶水动力性能的重要因素之一。为了揭示船舶航行遭遇有比降水面时的水动力特性，采用计算流体力学（CFD）方法，以某集装箱船为研究对象，基于RANS方程，利用VOF方法捕捉自由液面，放开船体升沉和纵倾两个自由度，分析了水面比降对船舶航行阻力与浮态的影响。首先进行船舶在不同纵倾角时的阻力计算，并与试验对比，验证仿真方法计算船舶浮态和阻力关系的准确性。然后通过改变河道断面纵向收缩角和入口流速，获得了水面比降变化引起的船舶阻力、浮态、伴流等参数的变化规律。结果表明：计算流体力学（CFD）方法可以用来模拟船舶遭遇比降水面时的阻力变化和航行特性，评估船舶航行能力；船舶的总阻力随着比降的增大而增大；比降对摩擦阻力的影响较小，在高流速下，摩擦阻力随着比降的增大还有一定程度的减小；总阻力增大的原因主要是压阻力在总阻力中的占比随着水面比降的增大而增大，这将增大船舶航行难度。相关研究结果可为船舶航行于带有比降水面时的安全决策提供一定的参考。

文章关键词:

项目基金: