摘要

采用计算流体动力学方法模拟破损和完整船舶在静水中的强迫横摇运动,研究船舶破损前后的横摇水动力变化以及横摇参数对破损船横摇水动力的影响。分析了在不同横摇条件下船舶破损前后整船、船壳部分和舱室部分的附加惯性矩和阻尼系数的变化特点。研究发现,破损船的附加惯性矩以船壳成分为主,破口的存在使船壳附加惯性矩减少。舱室附加惯性矩大小与横摇幅值密切相关,当横摇幅值不超过10°时,舱室附加惯性矩的加入使破损船整船的附加惯性矩大于完整船的附加惯性矩;当横摇幅值达到15°后,舱室附加惯性矩变为负值,使得破损船整船的附加惯性矩小于完整船的情况。破损船整船的阻尼系数比完整船阻尼系数大20%~110%。船舶破损后吃水增加使得破损船壳阻尼系数增大,破口的存在对船壳阻尼系数影响不大,但水流进出舱室对舱内水非线性晃荡行为有显著的抑制作用,影响到舱室阻尼系数的大小。随着横摇幅值增大,破损船的整船和舱室阻尼系数的增长率逐渐降低,而船壳阻尼系数的增长率逐渐变大。