航行船舶在规则波中的表面波形与水底压力研究

"规则波中航行船舶引起的表面波形及水底压力 (2013年)" 这篇论文主要探讨了在规则波中航行的船舶如何影响表面波形和水底压力的变化，采用的是势流理论中的Rankine源面元法与时域步进法相结合的计算方法。论文作者包括张志宏、缪涛、顾建农和刘巨斌，发表在2013年的《华中科技大学学报（自然科学版）》第41卷第11期上，属于自然科学领域。 首先，文章利用势流理论来解决船舶在规则波中的动态行为。Rankine源面元法是一种常见的处理流体动力学问题的方法，它将流体中的流动视为由一系列无限小的源面元组成，每个面元都对应一个势函数，从而构建整个流场。这种方法能够有效地描述船舶周围流体的流动特性。 接着，论文提到了速度势的分解，将其分为基本势、局部势和记忆势三部分。这种分解有利于线性化自由表面条件和物面条件，即处理水面波动和船舶表面的相互作用。线性化处理简化了数学模型，使得计算更为高效。 为了满足辐射条件，即流体能量向无穷远传播，论文采用了数值海岸技术。这是一种数值模拟方法，能够准确地模拟波浪在空间中的传播和衰减，确保了计算结果的物理合理性。 论文通过计算两艘船模的强迫运动水动力系数、约束船模的入射波浪力以及规则波中船模的响应幅值算子，对所编写的计算程序进行了验证。这些计算结果的对比有助于确认程序的准确性和有效性。 最终，利用建立的理论模型和数值计算方法，论文得到了航行船模在规则波中的自由运动状态、三维表面波形以及水底压力分布的计算结果。这些结果与实验数据吻合度高，表明该理论模型和计算方法在实际应用中具有较高的精度。 关键词涵盖了船舶、波浪、压力、Rankine源、面元法和时域步进法，这些都是论文的核心内容。中图分类号U661.1表明这是一篇关于航海工程的论文，文献标志码A表示这是一篇原创性的研究文章。文章编号16714512(2013)11009106是该论文的唯一标识，方便后续引用和检索。 这篇论文深入研究了船舶在规则波中运动时对周围环境的影响，特别是对水面波动和水底压力的改变，提供了有效的理论模型和数值计算方法，对于船舶设计和海洋工程领域具有重要的理论参考价值。