Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu số về sóng không ổn định do tàu phát sinh dựa trên phương pháp lưới Cartesian
Tóm tắt
Sự kháng cự bổ sung của một con tàu trong sóng có thể được liên hệ với sóng không ổn định do tàu tạo ra. Trong nghiên cứu này, phân tích mẫu sóng không ổn định được áp dụng để tính toán kháng cự bổ sung trong sóng cho hai mô hình Wigley đã được chỉnh sửa bằng phương pháp lưới Cartesian. Trong phương pháp số hiện tại, một phương pháp bậc nhất theo bước phân số được áp dụng cho việc kết hợp vận tốc-áp suất trong miền chất lỏng, và một trong các phương pháp thể tích chất lỏng (VOF) được áp dụng để nắm bắt bề mặt chất lỏng. Một con tàu được nhúng trong một lưới Cartesian, và tỉ lệ thể tích của tàu bên trong lưới được tính toán bằng cách xác định xem mỗi lưới có được chiếm bởi chất lỏng, khí hay vật rắn. Tính nhạy cảm với vị trí đo lường sóng không ổn định cũng như số lượng lưới giải pháp được xem xét. Kháng cự bổ sung được tính toán bằng việc tích phân áp suất trực tiếp và phân tích mẫu sóng được so sánh với dữ liệu thực nghiệm. Ngoài ra, các đặc điểm phi tuyến tính của kháng cự bổ sung trong sóng được nghiên cứu thông qua phân tích chi tiết về trường chảy không ổn định và mẫu sóng kết quả.
Từ khóa
#kháng cự bổ sung #sóng không ổn định #mô hình Wigley #phương pháp lưới Cartesian #phương pháp VOFTài liệu tham khảo
Wehausen J. V. The wave resistance of ships [J]. Advances in Applied Mechanics, 1973, 13: 93–245.
Kim W. J., Van S. H., Kim D. H. Measurement of flows around modern commercial ship models [J]. Experiments in Fluids, 2001, 31(5): 567–578.
Larsson L., Stern F., Visonneau M. Numerical ship hydrodynamics-An assessment of the Gothenburg 2010 Workshop [M]. Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2014.
Seo M. G., Park D. M., Yang K. K. et al. Comparative study on computation of ship added resistance in waves [J]. Ocean Engineering, 2013, 73: 1–15.
Newman J. N. The drift force and moment on ships in waves [J]. Journal of Ship Research, 1965, 11(1): 51–60.
Salvesen N. Added resistance of ship in waves [J]. Journal of Hydronautics, 1978, 12(1): 24–34.
Faltinsen O. M., Minsaas K. J., Liapis N. et al. Prediction of resistance and propulsion of a ship in a seaway [C]. Proceedings of 13th Symposium on Naval Hydrodynamics, Tokyo, Japan, 1980.
Kim K. H., Kim Y. Numerical study on added resistance of ships by using a time-domain Rankine panel method [J]. Ocean Engineering, 2011, 38(13): 1357–1367.
Yang K. K., Kim Y. Numerical analysis of added resistance on KVLCC2 in short waves with different bow shapes and wave amplitudes [J]. Journal of Marine Science and Technology, 2017, 22(2): 245–258.
Maruo H. Wave resistance of a ship in regular head seas [J]. Bulletin of the Faculty of Engineering, Yokohama National University, 1960, 9: 73–91.
Ohkusu M. Added resistance in waves in the light of unsteady wave pattern analysis [C]. Proceedings of 13th Symposium on Naval Hydrodynamics, Tokyo, Japan, 1980.
Ohkusu M., Wen G. Radiation and diffraction waves of a ship at forward speed [C]. Proceedings of 21st Symposium on Naval Hydrodynamics, Trondheim, Norway, 1997.
Kashiwagi M. Hydrodynamic study on added resistance using unsteady wave analysis [J]. Journal of Ship Research, 2013, 57(4): 220–240.
He G., Kashiwagi M. A time-domain higher-order boundary element method for 3D forward-speed radiation and diffraction problems [J]. Journal of Marine Science and Technology, 2014, 19(2): 228–240.
Sadat-Hosseini H., Wu P., Carrica P. M. et al. CFD verification and validation of added resistance and motions of KVLCC2 with fixed and free surge in short and long head waves [J]. Ocean Engineering, 2013, 59: 240–273
Yang K. K., Kim Y., Nam B. W. Cartesian-grid-based computational analysis for added resistance in waves [J]. Journal of Marine Science and Technology, 2015, 20(1): 155–170.
Xiao F., Honma Y., Kono T. A simple algebraic interface capturing scheme using hyperbolic tangent function [J]. International Journal of Numerical Methods in Fluids, 2005, 48(9): 1023–1040.
Yokoi K. Efficient implementation of THINC scheme: A simple and practical smoothed VOF algorithm [J]. Journal of Computational Physics, 2007, 226(2): 1985–2002.
Hu C., Kashiwagi M. Two-dimensional numerical simulation and experiment on strongly nonlinear wave-body interactions [J]. Journal of Marine Science and Technology, 2009, 14(2): 200–213.
Seo M. G., Yang K. K., Park D. M. et al. Numerical analysis of added resistance on ships in short waves [J]. Ocean Engineering, 2014, 87: 97–110.
Celik I. B., Ghia U., Roache P. J. et al. Procedure for estimation and reporting of uncertainty due to discretization in CFD applications [J]. Journal of Fluids Engineering, 2008, 130(7): 078001.
Yang K. K., Nam B. W., Lee J. H. et al. Numerical analysis of large-amplitude ship motions using FV-based Cartesian-grid method [J]. International Journal of Offshore and Polar Engineering, 2013, 23(3): 186–196.