[发明专利]预报恶劣海况下低速肥大型船舶波浪增阻的三维数值方法

权利要求书

1.一种预报恶劣海况下低速肥大型船舶波浪增阻的三维数值方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤1，读取网格文件，利用网格信息进行船舶静水力计算；

步骤2，计算泰勒展开边界元方法所需的边界积分方程所涉及的影响系数矩阵；利用泰勒展开边界元求解各速度势成分及其空间一阶、二阶导数；

步骤3，叠模速度势及其空间一阶、二阶导数和Mj项求解；Mj项是非定常势定解问题的物面条件涉及的定常势影响；

步骤4，时域格林函数及其空间法向导数求解，利用匹配法外传扰动波浪，在匹配面上利用时域格林函数构造匹配条件；

步骤5，横摇阻尼系数计算；

步骤6，积分格式自由面条件时域步进自由面离散网格中心点处的速度势，泰勒展开边界元法直接时域扰动波浪力计算；利用梯形法计算积分格式自由面条件；实现自由面条件时间步进；扰动速度势求解完后，利用伯努利方程在平均湿表面上积分，得到扰动波浪力；

步骤7，基于弱散射理论入射波浪力与静水恢复力计算；

步骤8，船舶大幅运动预报方程建模，采用四阶龙格库塔方法步进求解运动方程；

步骤9，船舶波浪增阻计算；

步骤10，依据船舶运动响应RAO和增阻RAO，进行不规则波中船舶大幅运动和波浪增阻谱分析计算。

2.根据权利要求1所述的预报恶劣海况下低速肥大型船舶波浪增阻的三维数值方法，其特征是：所述读取网格文件包括读取网格文件，自动提取船舶水线信息，所述船舶水线信息包括首尾驻点空间坐标、水线拟合曲线函数；所述利用网格信息进行船舶静水力计算具体包括：所述利用网格信息进行船舶静水力计算具体包括：结合流场匹配边界智慧参数和水线信息，自动生成符合边界元方法的水面和匹配面离散网格，基于船体离散网格，计算船舶静水力参数，检查静水力参数数值结果与物理船舶参数的误差，所述静水力参数包括排水体积、浮心、漂心、惯性矩以及湿表面积。

3.根据权利要求1所述的预报恶劣海况下低速肥大型船舶波浪增阻的三维数值方法，其特征是：所述影响系数矩阵包括关于轴对称面XOZ的镜像点源产生的影响系数矩阵。

4.根据权利要求1所述的预报恶劣海况下低速肥大型船舶波浪增阻的三维数值方法，其特征是：利用Ikeda方法计算船舶横摇阻尼系数，按如下方式无因次化：

其中ρ为水密度，▽为排水体积，B为型宽，等效线性阻尼系数表示为：

其中B₄₄₁为线性阻尼系数，B₄₄₃为立方阻尼系数，η₄为横摇幅值，ω_η为横摇固有频率，分别求出不同横摇幅值下的等效线性阻尼系数，然后进行最小二乘拟合，求得非线性阻尼系数。