高速滑行艇在规则波中的纵向运动数值研究

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ｗａｖｅｈｅｉｇｈｔａｎｄｆｏｒｗａｒｄｓｐｅｅｄａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｊｕｍｐｏｃｃｕｒｅｎｃｅｏｎｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｆｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｔｉｏｎｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｊｕｍｐａｎｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｊｕｍｐｈａｖｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｓｏｎｔｈｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｆｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｔｉｏｎｓｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｗａｖｅｈｅｉｇｈｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｒｅｇｕｌａｒｊｕｍｐｏｎｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｆｔｈｅｐｌａｎｉｎｇｃｒａｆｔａｒｅｓｔｒｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｊｕｍｐ．
ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｉｎｔｗｏｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍ—ｐｉｔｃｈａｎｄｈｅａｖｅｍｏｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｃｒｉｔｅｉａｒｏｆｍｏｔｉｏｎｓ —ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，
第３５卷第１期
２０１４年１月
Ｖｏｌ－３５Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１４
＿＿＿
同速滑行艇在规则波中的纵向运动数值研究
ｒｊ
Ｉ —
王硕，苏玉民，庞永杰，刘焕兴
（哈尔滨工程大学水下智能机器人国防重点实验室，黑龙江哈尔滨１５０００１）
ｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ — ７０４３．２０１３０７０１９大ｄ唧
学
中图分类号：Ｕ６６１．３１３文献标志码：Ａ文章编号：１００６ — ７０４３（２０１４）叭一００４５ — ０８
程
强烈。
关键词：ＣＦＤ方法；高速滑行艇；纵向运动；规则波；迎浪运动；数值模拟；规则跳跃；不规则跳跃
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｅｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１３１２０５．０９５７．００１．ｈｔｍｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｌａｗｓｏｆｍｏｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｌａｎｉｎｇｃｒａｔｆｓａｉｌｉｎｇｉｎｗａｖｅｓ，ｕｓｉｎｇＣＦＤｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＶＯＦＲＡＮＳｓｏｌｖｅｒｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｍｏｔｉｏｎｓｉｎｈｅａｄｗａｖｅｓｏｆｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｐｌａ —
ｎｉｎｇｃｒａｆｔ．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｍｏｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｌａｎｉｎｇｃｒａｆｔｉｎｈｅａｄｗａｖｅｓ — ｎｏｊｕｍｐ，ｒｅｇｕｌａｒｊｕｍｐａｎｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｊｕｍｐａｒｅ
在规则波浪中的迎浪滑行艇进行数值模拟，得到了滑行艇在迎浪尔
滨得到运动发生的条件区间，并分析了跳跃的发生对纵向运动幅度规律的影响。计算结果表明，规则跳跃和不规则跳跃的
ｈ
发生均会改变无量纲化纵向运动幅值随波高的变化规律。其中，不规则跳跃对滑行艇运动幅值的影响较规则运动更为工
学ｉ２报三、
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｎｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍｏｔｉｏｎｓ０ｆ
’ ● ’ ’ ＿－ … ■ －
ａｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｐｌａｎｉｎｇｃｒａｔｔｉｎｒｅｇｕｌａｒｗａｖｅｓ
ＷＡＮＧＳｈｕｏ，ＳＵＹｕｍｉｎ，ＰＡＮＧＹｏｎｇｊｉｅ，ＬＩＵＨｕａｎｘｉｎｇ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＶｅｈｉｃｌｅ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
台
摘要：为准确评估滑行艇在波浪中的运动特性、寻找运动规律，应用基于ＶＯＦＲＡＮＳ求解器的ＣＦＤ方法对高速滑行艇
运动中的无跳跃、规则跳跃和不规则跳跃３种运动形式。对３种运动形式发生的条件，即波长、波高和航速进行了研究，