高速滑行艇在规则波中的纵向运动数值研究

顶浪规则波中小水线面双体船纵向运动特性数值分析邓磊;董文才;姚朝帮【摘要】基于RANS方程和VOF模型求解船体粘性兴波流场,采用Overset技术处理船体运动,开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area TwinHulls,SWATH)迎浪规则波中运动响应特性及其产生机理的研究.通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析,验证了本文方法的有效性;在此基础上,分析了船体运动响应曲线中各峰值产生的原因及片体间相互干扰对SWATH船在波浪中运动响应的影响,发现其中一个峰值出现的原因为遭遇频率接近船体运动固有频率,由此发生共振;另一个峰值的出现则可能与SWATH特殊的船型及附体配置有关.由于SWATH船片体间的水动力干扰效应,SWATH船在波浪中运动响应峰值较单个片体响应峰值明显减小,且出现的位置向低频方向移动.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2016(038)008【总页数】6页(P5-10)【关键词】小水线面双体船;RANS;波浪中运动;纵向运动特性;片体间相互干扰【作者】邓磊;董文才;姚朝帮【作者单位】海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】U661.32小水线面双体船（Small Waterplane Area Twin Hull，SWATH）耐波性能优异，较传统单体船而言具有波浪中的运动响应幅值较小、共振频率较低及波浪中失速小等优点［1 - 3］，但其较小的水线面一方面使得船体兴波较小；另一方面则导致该船型的纵向运动恢复力和力矩较小，纵向运动幅度较大，很容易出现纵向运动失稳，往往需要通过加装稳定鳍等附体来改善其纵向稳定性。

同时，SWATH 船片体间的相互干扰也会对其在波浪中的运动响应产生一定的影响。

对于 SWATH 船在波浪中的纵向运动特性以及片体间相互干扰对其在波浪中运动响应影响的研究，目前国内外选用的方法主要有：模型试验方法［4 - 5］、势流理论方法［6 - 7］和粘性 CFD 方法［8 - 9］。

Value Engineering0引言动导数是飞行器动态特性分析的必要数据，是飞行品质分析的重要依据。

目前对动导数获取方式主要包括飞行试验、风洞试验、工程估算、数值计算等方法[1]。

飞艇与飞机气动外形和飞行原理都有较大差别，针对飞机的动导数工程估算方法并不适用于飞艇；飞行试验和风洞试验代价高昂、试验周期长；CFD 方法与飞行试验、风洞试验相比，具有经济性高、无支架干扰等优点，利用CFD 求解飞艇动导数已经成为一个重要研究方向。

国内对飞行器动导数计算开展了大量的研究，陶洋、范召林[2]等采用求解ALE 形式RANS 方程计算了带控制舵导弹俯仰和滚转动导数；伍彬、陆韵[3]等采用基于N-S 方程的数值模拟技术对俯仰动导数计算方法进行了研究，研究了时间步长、内迭代次数、强迫运动幅值、减缩频率对俯仰动导数计算结果的影响；孙涛、高正红[4]等重点分析了减缩频率对动导数计算的影响，提出了利用CFD 进行动导数计算时减缩频率的选择原则。

国外也对飞行器动导数数值计算方法开展了很多研究[5-6]。

本文首先采用俯仰振荡法对国际标模Finner 导弹进行动导数计算，并将计算结果与风洞试验结果进行对比，验证动导数CFD 求解的准确性；然后针对某飞艇开展CFD 计算，采用俯仰振荡法和旋转流场法求解纵向单独动导数，为飞艇动导数的获取提供一种新的思路。

1动导数CFD 计算方法1.1纵向组合动导数计算方法飞艇俯仰组合动导数是指俯仰力矩对俯仰角速度和俯仰力矩对迎角变化率的导数之和，可以通过模拟飞艇纵向俯仰振荡获取，假定飞行器绕重心俯仰振荡方程为：（1）式中：θ为俯仰角，θ0为初始迎角，θm为振幅，ω为振荡角频率。

因此俯仰角速度可以写为：（2）从飞艇运动状态可知，飞艇迎角等于俯仰角，迎角变化率等于俯仰角速度，即：（3）飞艇俯仰力矩系数通过泰勒展开可以写为：（4）由于，而且一般忽略后面的高阶项，只保留前4项，所以上式可以写成：（5）带入表达式（1）和（2）可以得到如下形式：（6）对俯仰角速度进行无量纲化，引入减缩因子，其中，c ref 为参考长度，v 为来流速度，式（6）可以整理为：———————————————————————作者简介:高攀（1995-），男，安徽宿州人，助理工程师，毕业于北京航空航天大学，航空工程专业，研究方向为空气动力学。

基于数值方法的船舶纵向运动频域预报研究发表时间：2015-07-06T11:47:07.720Z 来源：《中国科技教育·理论版》2015年第5期供稿作者：潘文良刘可刁世伦[导读] 船舶在波浪中运动的耐波性研究，对船舶在海上的航行安全及武器使用，有着及其重要的作用。

潘文良刘可刁世伦 91550部队 116023 摘要船舶在海上的日常航行，不仅需要极短期的时域预报，也需要短期频域预报，而且还需要两者相结合的预报模式。

本文运用粘性流数值方法对WigleyIII型船模顶浪纵向运动进行了数值仿真,得到了船舶纵向摇荡的时历曲线,依据谱分析理论计算船舶摇荡谱,进而对船舶顶浪纵向运动进行频域预报。

预报结果同势流理论计算结果进行比对，效果良好。

关键词纵向运动频域预报数值仿真摇荡响应谱0引言船舶在波浪中运动的耐波性研究，对船舶在海上的航行安全及武器使用，有着及其重要的作用。

舰船在日常训练及战斗活动中，不仅需要极短期的时域预报，也需要短期频域预报，而且还需要两者相结合的预报模式。

舰船摇荡的频域预报，通常是基于舰船流体力学理论，采用概率统计方法给出预报。

本文主要是通过数值方法获取船舶摇荡的时历曲线，根据统计分析原理，对在长峰不规则波中顶浪纵向运动进行频域预报。

拓宽了船舶摇荡频域预报的新途径[1][2]。

1 船舶摇荡时历的获取本文通过粘性流方法对船舶纵向运动进行数值仿真计算的方法来获取船舶摇荡时历曲线，较好地克服了上述两种传统方法的缺点，同时提高了船舶摇荡时历的获取精度[3]。

1.1船模的选择本文选取WigleyIII型标准船模作为CFD数值模拟研究对象。

Wigley系列船模是用数学公式来表述型值的理想化船模。

若采用右手坐标系O，是纵向坐标，是横向坐标，向右舷为正，是垂向坐标，向下为正。

在此坐标系中，O点在船舯静水面上，无因次化的船型表达式为： (1)1.2网格划分粘性流数值水池试验中，网格划分的科学性和网格分布合理性对试验的精度和效率起着至关重要的作用。

规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的数值研究近些年来，水动力学的应用越来越广泛，影响着人们的日常生活和社会发展。

在该领域的研究中，圆柱形垂荡浮筒作为一种浮体特征，被广泛用来模拟建筑物浮筒或导航标记，其垂荡运动对水流间接作用和潮汐作用相关的动力行为是十分关键的。

本文将对一种以规则波作用的圆柱形垂荡浮筒的水动力行为进行数值研究。

首先，文中利用数值模拟的方法，采用基于二维完整Navier-Stokes方程的Reynolds数无尺度流动模型，对圆柱形垂荡浮筒的流场和动力行为进行模拟；其次，基于数值模拟的结果，采用流动特性动量法对浮筒的水动力行为进行研究；最后，文章还结合流场特性和动量法分析，探讨浮筒处于各种不同振荡参数时的水动力行为。

数值研究表明，在规则波作用下，随着振荡参数（垂荡振幅、浪高和入射角）的不同，浮筒的水动力行为也会有所变化。

在低频振荡（垂荡振幅小于0.5m且浪高小于0.015m）的条件下，圆柱形垂荡浮筒的动力行为和潮汐效应被显著降低；当垂荡振幅大于0.5m，浮筒表现出显著的纵向浮动，并且其振荡振幅随垂荡振幅的增加而增大。

当垂荡振幅少于0.5m时，圆柱形垂荡浮筒的浮动和潮汐效应都较弱。

当垂荡振幅大于0.5m时，浮筒的振动和潮汐效应都明显增强，此时正推力和侧向抵抗力也大大增强，从而影响浮筒的运动特性。

入射角的变化也会影响浮筒的水动力性能。

随着入射角的增大，垂荡振幅变大，正推力也随之增强，但随角度的增大，圆柱浮筒的横向抵抗力仍会减小。

另外，本文研究表明，在规则波作用下，随着垂荡振幅的增大，浮筒的抑制力增强，从而抑制了浮筒的垂荡振幅。

在高频振荡（垂荡振幅超过1m）的条件下，浮筒抑制效果越强，浮筒动力行为也越不稳定。

因此，垂荡浮筒的水动力行为受波浪的振荡参数影响很大。

当圆柱形垂荡浮筒处于规则波作用时，波浪的频率和入射角以及垂荡振幅的变化会显著影响浮筒的水动力性能，该研究结果可以为潮汐的浮筒设计提供重要的理论依据。

尾插板对滑行艇阻力及纵向稳定性影响试验分析潘柏衡;高霄鹏【摘要】对带有尾插板的滑行艇模型进行静水拖曳试验,监测模型运动过程中阻力、升沉、纵摇的变化及模型整体的运动稳定性,加装1.0 mm以上的尾插板能够解决该滑行艇在中高速运动过程中常见的运动稳定性问题,同时能够有效减小滑行艇在中高速下的阻力.随着航速的进一步提升,过深的尾插板会使模型发生埋首,同时阻力迅速增大.如滑行艇能够搭配合适的尾插板,有望获得更好的快速性和稳定性.%The towing test for a planning craft model with tail-board was carried out instill water to measure the resistance, heaving,pitch and the movement stability of the model.It was found that the problem of movement stability of planning craft in the middle and high speed can be promoted by installing tail-board over 1.0 mm,while the resistance can be reduced effectively. But resistance would be rapidly increased, and trim by head would appear when the speed got higher if the tail-board was toodeep.The better resistance and stability qualities can be expected,if suitable tail-board is adopted in the planning craft.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2018(047)001【总页数】3页(P26-28)【关键词】尾插板;滑行艇;纵摇;阻力;运动稳定性【作者】潘柏衡;高霄鹏【作者单位】海军工程大学舰船工程系,武汉430033;海军工程大学舰船工程系,武汉430033【正文语种】中文【中图分类】U661.1尾插板通常是垂直安装在船艉部的一块具有很大长宽比的平板，尾插板可以在船舶航行过程中产生的额外的水动升力，能够一定程度上影响船舶的航行姿态，进而改变船底的压力分布和尾流场的兴波特性[1]，选择合适的尾插板可以在某些航速范围内降低船舶航行阻力，提高航行效率[2]。

规则波浪中舰船不规则摇荡运动计算分析在海洋中，规则波浪可导致船只发生不规则摇荡运动，给航行带来诸多不利影响。

科学计算这种不规则摇荡运动是当前海事研究领域的热点问题之一。

本文将从海浪力学的角度出发，介绍规则波浪中舰船摇荡运动的计算方法及其分析。

首先，为了描述海浪在舰船上的作用，我们需要利用流体动力学的基本原理。

在航海中，舰船可以被视为一个具有质量、惯性和阻尼特性的物体，而波浪则被视为一种外部对舰船的作用力。

根据牛顿第二定律，舰船所受到的总力等于它的质量乘以加速度。

因此，了解舰船所受到的不同力对其运动的影响至关重要。

接下来，我们将介绍一种常用的舰船摇荡运动计算方法——Froude-Krylov算法。

该算法基于线性波浪理论，将舰船运动分解为横荡和纵荡两个方向的运动。

具体地说，我们利用舰船的浸水部分和波浪的作用力，构建一个横向荡动和一个纵向荡动的方程组，然后通过求解这个方程组，得到舰船的摇荡运动。

在Froude-Krylov算法中，横向荡动和纵向荡动的解耦性保证了运动系统的稳定性。

同时，我们可以通过改变船体的参数和波浪的频率和振幅来模拟不同的运动模式，这使得我们能够更加深入地研究规则波浪对舰船运动的影响。

总的来说，规则波浪中舰船摇荡运动的计算分析是一项有挑战性的任务，需要集成多个学科领域的知识和技能。

通过运用流体力学、数值计算和实验研究等手段，我们可以更好地理解规则波浪对舰船的作用及其机制，同时为海洋交通运输行业的发展提供科学依据。

在计算规则波浪中舰船不规则摇荡运动时，涉及到多项数据和参数。

下面将列举一些典型数据及其分析。

1. 船体参数：船型、船长、船宽、吃水、载重等船体参数对舰船的运动特性有重要影响。

一般来说，船身细长的船更容易受到波浪的影响，发生摇荡运动。

而短且宽的船则相对稳定。

此外，吃水、载重等也会影响舰船的浮力和稳定性。

2. 海浪参数：波高、波长、周期、入射角度等海浪参数决定着波浪对舰船的影响程度。

滑行艇水动力计算的目的是估算艇的水动力阻力。

滑行艇以排水状态航行时，其水阻力计算基本上与普通的排水航行船只相同。

但当它起飞后滑行于水的自由表面上，仅部分艇底与水面接触，从而支承面和浸湿面积随速度增长而减少。

此时，适用于排水航行船只的阻力计算方法对滑行艇已不适用。

进入过渡状态后，随着艇速的增加，艇首逐渐抬起，摩擦阻力成正比地随浸湿面积的减少而减少，艇阻力的急剧增长主要是由于喷溅阻力和兴波阻力的增加引起。

由于艇从排水状态到全滑行状态之间的过渡状态阶段，阻力曲线呈驼峰形状。

处在这个区域航行的艇是不经济的，对动力装置和推进装置的运行带来不利影响。

所以设计良好的艇大都避开这个阻力峰区。

当运动速度达到Ｆｎ▽　＞　３时，艇首抬出水面并开始沿自由表面滑行，同时艉纵倾减少，阻力越过峰值后迅速下降。

因为除摩擦阻力减小外，兴波阻力也减小了。

滑行状态是指艇越过起飞阻力峰以后的航行状态。

但严格地讲，只有少数赛艇达到全滑行状态，而大部分的实用艇仍然处于“亚滑行状态”。

此时，艇的大部分重量依靠艇底水流产生的流体动举力来支撑，排水体积产生的浮力只占很小一部分。

对滑行艇来说，其速度有一个下限：当用傅汝德数来衡量时，Ａ．Ｂ．Ｍａｒｒｙ认为ＦｒＢ　＞２可作为滑行速度的下限。

１、滑行平板的流体动力分析最简单的滑行艇是一块半浸湿的矩形平板，沿着水面以小冲角α运动，前进速度为ｖ，其载荷为Ｇ，此时平板上作用有垂直于平板的水动压力Ｐ和平行于平板表面的水粘性摩擦力ＲＦ。

此外，作用于平板的还有平板排开水的浮力Ｄ。

将水动压力Ｐ和摩擦力ＲＦ　的合力Ｑ分解成垂直于水平面的升力Ｌ和平行于水平面的阻力Ｒ　，则有（参阅图１）：Ｌ＝Ｐｃｏｓα－ＲＦｓｉｎα（１）在垂直于水平面的ｚ轴上有力的平衡方程：Ｇ＝Ｌ＋Ｄ（２）此等式表明，艇的载荷Ｇ　（相当于艇在静止吃水时的排水量Δ）　被流体动举力和小部分浮力所平衡。

正如前面所说，艇达到起飞速度后，浮力所占的比例很小。

●朱珉虎（接上期）△滑行艇水动力计算（３）将上述诸力再投影到平板的平面上，得到力的平衡方程：ＲＦ＝Ｒｃｏｓα－Ｇｓｉｎα（３）（３）式中的Ｇ相当于艇在静止吃水时的排水量Δ，用Δ来置换Ｇ，于是得到阻力的常见表达式：　Ｒ＝△・ｔｇα＋ｃｏｓα（４）因ｃｏｓα通常不低于０．９８５，所以在小冲角的情况下，取摩擦阻力部份之ｃｏｓα≈１不会引起过大误差，所以水动阻力的表达式可以写成：Ｒ＝△・ｔｇα＋ＲＦ（５）平板的摩擦阻力系数已有现成公式，所以计算摩擦阻力的关键是确定滑行面的面积Ｓ，Ｓ＝l・Ｂ，滑行面的浸湿长度ｌ随速度、冲角和载荷而变，不是一个固定值。

潜艇水下高速运动稳定性分析潜艇是一种在水下运行的特种舰艇，一般用于海洋探测、战争行动及科学研究等领域。

潜艇在水下高速运动时的稳定性是其关键问题之一，本文将对其稳定性进行分析。

首先，潜艇在水下高速运动时，由于水的密度比空气大，因此水的阻力远大于空气的阻力，这就给潜艇的稳定性带来了挑战。

此外，海水的力学特性也会对潜艇的运动造成影响。

因此，在进行潜艇水下高速运动时，需要充分考虑水的阻力和海水的力学特性，以确保潜艇能够保持稳定。

其次，潜艇在水下高速运动时，需要考虑到其自身特性，如船体的长度、宽度和重量等。

这些特性会影响潜艇在水下高速运动时的稳定性。

比如，船体越长，则对侧向稳定性的影响就越小，而纵向稳定性的影响就越大。

船体越宽，则对侧向稳定性的影响就越大，而纵向稳定性的影响就越小。

船体越重，则对潜艇稳定性的影响就越大。

最后，潜艇在水下高速运动时，需要考虑船体的水动力学特性。

水动力学是研究水的动力学特性及其与物体相互作用的学科。

在进行潜艇水下高速运动时，船体与水的相互作用会产生涡流和水压差，这些力会直接影响潜艇的运动稳定性。

为了降低这些涡流和水压差对潜艇稳定性的影响，需要对潜艇的设计进行适当的优化。

总之，潜艇在水下高速运动时的稳定性是一个非常复杂的问题，需要考虑到多种因素。

在设计和制造潜艇时，需要充分考虑这些因素，以确保潜艇能够在水下高速运动时保持稳定。

为了深入了解潜艇在水下高速运动时的稳定性问题，下面列出一些相关数据并进行分析。

首先，对于潜艇的船体长度和宽度，以某型潜艇为例，其长度为85米，宽度为10米。

这表明其船体较长，对其纵向稳定性的影响较大，而对侧向稳定性的影响较小。

船体宽度在10米左右，对其侧向稳定性的影响比较显著，而对纵向稳定性较小。

其次，对于潜艇的重量，以某型潜艇为例，其总重为5000吨，其中2000吨为浮力。

这表明潜艇的重量较大，对其稳定性有较大的影响。

此外，浮力为2000吨，表明潜艇具有较强的浮力能力，这对其稳定性也有影响。

规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的数值研究近年来，随着海上结构的迅速发展，浮筒的应用越来越广泛，例如油井浮筒、浮船、索道等等，而它们的浮力行为也被越来越多的研究者所关注。

规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为是研究这一问题的关键。

本文旨在以数值模拟的方式，研究规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为。

首先，本文从理论上分析了规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的特性，其核心理论是非线性波动理论。

应用实验的方式，对柱形垂荡浮筒的水动力行为进行了实验研究，一系列测试结果表明，当圆柱形垂荡浮筒受到规则波的作用下，激发出的运动特性表现为触动的碰撞，从而影响浮筒的水动力行为。

接着，本文运用数值模拟技术，通过计算机模拟，对规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为进行了模拟，并通过数值计算，获取了模拟结果。

结果表明，当圆柱形垂荡浮筒受到规则波作用时，其运动特性与实验结果相符。

最后，本文利用浮力理论和受力分析，对规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的力学和动力机理进行了分析，并将分析结果与实验以及数值模拟结果进行对比，研究结果表明，圆柱形垂荡浮筒受到规则波作用时，有助于出现振荡行为，并影响其运动特性，从而影响浮筒的水动力行为。

通过以上研究，本文研究了规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的力学和动力机理，并得出以下结论：圆柱形垂荡浮筒受到规则波作用时，运动特性发生变化，会影响浮力的作用，从而影响其水动力行为。

本文的研究为深入研究规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为提供了参考，同时也为海上结构的设计和建造提供了参考。

然而，鉴于实验数据有限，本文只能涉及规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的初步研究，有待进一步研究。

以上就是本文《规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为的数值研究》所涵盖的内容，本文从理论分析、实验研究和数值模拟三个方面，对规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为进行了研究，为深入研究规则波作用下圆柱形垂荡浮筒水动力行为提供了参考，同时也为海上结构的设计和建造提供了参考。

高速滑行艇阻力性能RANS计算中网格影响因素丁江明;江佳炳;秦江涛;翟志红【摘要】为了准确预报高速滑行艇的水动力与阻力特性,本文基于RANS方法和重叠网格技术针对某50 kn高速单体滑行艇的缩比船模阻力特性开展了数值计算研究.分析了网格类型、船体边界层网格分布、船体表面网格尺度、流场背景域网格加密等网格相关因素对艇底气水混合物分布、兴波形状、船体姿态以及船体阻力预报结果的影响,并与船模阻力试验结果进行了比较.通过研究认为:开展高速滑行艇的运动与阻力性能RANS预报时,网格因素对模拟高速滑行艇边界层流动、艇体周围湍流流动和兴波特性,以及预报艇底气水分布、艇体航行姿态与阻力性能具有显著影响.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】7页(P1065-1071)【关键词】高速滑行艇;水动力;阻力;计算流体力学;RANS方法;SSTk-ω;网格;压力分布【作者】丁江明;江佳炳;秦江涛;翟志红【作者单位】高性能舰船技术教育部重点实验室,湖北武汉430063;武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063;高性能舰船技术教育部重点实验室,湖北武汉430063;武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063;高性能舰船技术教育部重点实验室,湖北武汉430063;武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063;中国船舶及海洋工程设计研究院喷水推进技术重点实验室,上海200011【正文语种】中文【中图分类】U661.31滑行艇高速航行时主要依靠流体动升力抬升船体，艇体与水流之间相互作用较为剧烈，航行姿态变化大并伴有飞溅等现象。

采用数值计算来准确模拟艇体运动姿态与气水分布特性以及相应的阻力特性是高速滑行艇研制中的一项关键技术，也是难点所在。

滑行艇的阻力长期以来主要采用模型试验、经验公式和系列图谱来预报。

但模型试验成本高、周期长，经验公式和图谱预报存在适用范围窄等缺点。

随着船舶计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)技术的发展，基于数值计算预报滑行艇阻力的应用研究日益增多。

高速排水型船舶兴波波形与兴波阻力的试验与数值研究魏泽;周利兰;高高【摘要】为了更好地了解高速排水型船舶的兴波特性并检验数值计算方法的可行性,对不同水深下的高速排水型船舶的兴波波形及兴波阻力进行实验及数值研究.实验中的波形测量采用五道纵切法,数值计算采用基于NURBS的广义边界元法.比较不同方法求得的兴波阻力系数,与实验结果的比较表明,数值方法及计算是可行性的.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2012(041)005【总页数】4页(P23-25,30)【关键词】高速船;船模试验;兴波阻力;波形;数值计算【作者】魏泽;周利兰;高高【作者单位】武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U661.71高速船舶设计、制造、营运中的经济性问题(尤其是能耗问题)以及高速船舶营运引起的环境问题(如艉浪对堤岸的冲刷等)对于船舶性能提出了更高的要求。

高速船舶兴波波形与兴波阻力的试验与数值预报可为船舶的性能设计及高速船艉浪引起的环境问题的评估提供重要参考资料。

Fr>0.4的排水型船舶大多采用方艉，而方艉型的船舶兴波的数值计算一直是船舶流体力学中的难题之一，困难主要在于方艉流动的数学模型、边界条件及其相关数值处理[1]。

为了更好地了解高速排水型船舶的兴波特性并检验数值计算方法的可行性，本文在拖曳水池中对3种不同水深条件进行横排5个波高探头的纵切波形测量试验。

1 试验设备、条件与方法实验在武汉理工大学船舶拖曳水池进行。

水池总长为132 m，池宽为10.8 m，试验水深分别为2.000 m，1.500 m，0.516 m。

拖车的主要性能指标如下。

有效运行距离：118 m;最高车速:Vmax>7.2 m/s;稳速范围:V=0.06～7.20 m/s;给定精度:0.1%;稳速精度:V≤0.5 m/s为1 mm/s,V>0.5 m/s为0.1%;位置控制精度:±0.5 mm;位置显示精度:±1.0 cm;实际速度显示精度:±1.0 mm/s。

双断级滑行艇纵向运动稳定性的一种校核方法沈小红;吴启锐;李慧敏【摘要】目前双断级滑行艇纵向运动稳定性的理论计算方法还不成熟,推荐一种校核其纵向运动稳定件的实用方法,即利用模型试验得到纵向运动时而稳定时而不稳定的临界点组合,再运用最小二乘法拟合试验中得到的若干临界点得出双断级滑行艇纵向运动稳定性界限.用通过模型试验得到的纵向运动稳定性界限校核高速双断级滑行艇纵向运动稳定性能够获得比较准确的结果.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2009(004)002【总页数】4页(P24-27)【关键词】双断级滑行艇;纵向运动;稳定性;临界点;最小二乘法【作者】沈小红;吴启锐;李慧敏【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064【正文语种】中文【中图分类】U661.22众所周知，当滑行艇达到某个速度，其流体动力、阻力、推力和重力及这些力的纵向力矩不平衡时，会产生不停纵摇，在多数情况下还伴以小幅的升沉，这称为纵向运动不稳定，也称为“海豚运动”［1，2］。

目前，滑行艇纵向运动稳定性的理论判定方法是通过研究扰动运动微分方程的解的稳定性来判断系统的稳定性［3］。

但是，要判断扰动运动微分方程的解的稳定性首先要求得其微分方程中的各项稳定性导数［4，5］。

所谓稳定性导数是指位移、位移速度和位移加速度所引起的力和力矩的变化率，而到目前为止扰动作用在流体动力及力矩的理论计算还相当困难，这使稳定性导数的计算具有相当的近似性［6］。

对于双断级滑行艇在高速滑行时具有3个滑行面，各个滑行面之间又相互干扰，因此要确定作用在各滑行面的流体动力及力矩更是相当困难。

由此可见，双断级滑行艇的纵向运动稳定性很难有准确的计算方法，因此借助模型试验来判定双断级滑行艇的纵向稳定性可能是唯一可以选择的一种办法［7，8］。

实践证明，在同一速度下，艇的重心偏后容易产生纵向不稳定，这是由于纵倾角偏大和浸湿长度偏小，不能满足力和力矩的平衡所致。