本文基于Neumann-Michell（NM）線性勢(shì)流理論研究了深水中單體船的定常興波問(wèn)題。NM理論已被廣泛驗(yàn)證能夠快速、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)船體的興波阻力,這些特點(diǎn)非常適合船型設(shè)計(jì)和優(yōu)化。簡(jiǎn)單的NM線性理論沒(méi)有考慮航行姿態(tài)（升沉、縱傾）對(duì)阻力的影響,也沒(méi)有考慮非線性對(duì)船舶流場(chǎng)的影響。因此,本文對(duì)NM理論進(jìn)行了以下拓展:（i）給出了實(shí)用的方法來(lái)預(yù)報(bào)船體航行姿態(tài),并可直接用于阻力預(yù)報(bào);（ii）對(duì)NM理論進(jìn)行非線性修正,并研究非線性對(duì)航行姿態(tài)、阻力以及波形的影響,使NM理論對(duì)船體定常興波的預(yù)報(bào)結(jié)果更為合理。本文給出的方法實(shí)用、高效,對(duì)NM理論的這些拓展,僅需少量（簡(jiǎn)單的）額外的水動(dòng)力計(jì)算,甚至不需要額外的水動(dòng)力計(jì)算,很適合于船舶的初步設(shè)計(jì)和船型優(yōu)化。此外,本文也對(duì)高速船船行波的至高波（波幅最高的波）波系進(jìn)行了研究,給出了至高波波長(zhǎng)的實(shí)用解析關(guān)系式,并以此探索分析了至高波波長(zhǎng)特征,進(jìn)一步揭示了船行波的特點(diǎn),研究?jī)?nèi)容進(jìn)一步豐富了經(jīng)典的Kelvin船行波理論。本文研究的內(nèi)容都與定常興波問(wèn)題直接相關(guān)。航行姿態(tài)對(duì)船體阻力影響的實(shí)用預(yù)報(bào)方法:航行姿態(tài)對(duì)船體阻力存在影響,高速航行時(shí)尤為明顯。因此,在船體設(shè)計(jì)和船型優(yōu)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：155 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 定常興波問(wèn)題
        1.2.2 升沉和縱傾
        1.2.3 非線性的影響
        1.2.4 高速船至高波
    1.3 本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文的主要工作
        1.3.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第二章 Neumann-Michell理論
    2.1 引言
    2.2 邊界積分表達(dá)式及其線性化
        2.2.1 坐標(biāo)系與參數(shù)的定義
        2.2.2 基本的邊界積分表達(dá)式
        2.2.3 線性化的速度勢(shì)表達(dá)式
        2.2.4 Neumann-Michell一致的線性理論
    2.3 NM理論的速度勢(shì)表達(dá)式
        2.3.1 速度勢(shì)中的近場(chǎng)項(xiàng)和波浪項(xiàng)
        2.3.2 波浪項(xiàng)
        2.3.3 Neumann-Michell速度勢(shì)表達(dá)式
        2.3.4 速度勢(shì)表達(dá)式的簡(jiǎn)化
        2.3.5 邊界積分方程以及迭代近似式
    2.4 數(shù)值計(jì)算應(yīng)用中的實(shí)用數(shù)學(xué)表達(dá)式
        2.4.1 Hogner速度勢(shì)中的近場(chǎng)項(xiàng)
        2.4.2 速度勢(shì)中的波浪部分
        2.4.3 水動(dòng)力和波形
    2.5 本章小結(jié)
第三章 航行姿態(tài)的快速預(yù)報(bào)方法
    3.1 引言
    3.2 無(wú)迭代數(shù)值計(jì)算法
    3.3 回歸公式法
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量值
        3.3.2 舯升沉的回歸分析
        3.3.3 艉升沉的回歸分析
        3.3.4 回歸多項(xiàng)式
    3.4 本章小結(jié)
第四章 計(jì)及航行姿態(tài)的船體阻力預(yù)報(bào)
    4.1 引言
    4.2 計(jì)及航行姿態(tài)影響的船體阻力快速預(yù)報(bào)方法
    4.3 驗(yàn)證
    4.4 航行姿態(tài)對(duì)阻力的影響
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析
        4.4.2 理論預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 NM線性理論的非線性修正
    5.1 引言
    5.2 船側(cè)波的非線性修正方法
        5.2.1 線性和非線性的波高
        5.2.2 船艏波的有效波長(zhǎng)參數(shù)
        5.2.3 預(yù)報(bào)有效波長(zhǎng)參數(shù)的實(shí)用方法
        5.2.4 預(yù)報(bào)船側(cè)波的非線性修正方法
    5.3 水動(dòng)壓力非線性項(xiàng)的影響
        5.3.1 水動(dòng)壓力非線性項(xiàng)對(duì)航行姿態(tài)的影響
        5.3.2 水動(dòng)壓力非線性項(xiàng)對(duì)興波阻力的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 高速船至高波的波長(zhǎng)
    6.1 引言
    6.2 Kelvin的經(jīng)典分析
    6.3 主要興波角
    6.4 至高波的波長(zhǎng)
        6.4.1 波長(zhǎng)與波浪所在射線角的關(guān)系
        6.4.2 至高波的波長(zhǎng)
    6.5 兩點(diǎn)興波模型
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文總結(jié)
        7.1.1 航行姿態(tài)的快速預(yù)報(bào)方法
        7.1.2 NM線性理論的非線性修正
        7.1.3 高速船至高波的波長(zhǎng)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：3675076