水平激励下钻井船矩形月池的水动力特性研究-天津大学期刊中心.PDF

第 48 卷 第 11 期 天津大学学报 (自然科学与工程技术版) Vol.48 No.11 2015 年 11 月 Journal of Tianjin University (Science and Technology) Nov. 2015 DOI:10.11784/tdxbz201402029 水平激励下钻井船矩形月池的水动力特性研究 1 1 1 1 2 黄 磊 ，刘利琴 ，唐友刚 ，张永恒 ，郭东杰 (1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072 ；2. 天津海事局，天津 300211) 摘 要 ：研究了具有矩形月池的钻井船在小幅水平横荡简谐运动激励下的辐射问题．利用简化的底部边界条件，基 于线性势流理论建立了钻井船月池二维流体运动方程，利用 Galerkin 方法求得月池内流体速度势，得到月池对船舶 的附加质量表达式．利用半解析解，研究了月池的水动力特性及月池参数对船舶水动力参数的影响．以边界元方法 建立具有矩形月池结构的钻井船数值模型，数值模拟结果与半解析解进行对比验证．结果表明，在激励频率穿过月 池内流体的固有振动频率时，附加质量会依次出现正、负峰值 ；自由液面及月池底部无量纲速度分布受激励频率及 月池无量纲水深的影响较明显；在不同无量纲水深下，半解析解与数值模拟结果吻合较好． 关键词 ：月池；半解析解；附加质量；线性势流理论 中图分类号：P751 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 (2015)11-1001-08 Hydrodynamic Characteristics of Rectangular Moonpool of Drilling Unit Under Horizontal Excitation 1 1 1 1 2 Huang Lei ，Liu Liqin ，Tang Yougang ，Zhang Yongheng ，Guo Dongjie (1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China ； 2. Tianjin Maritime Safety Administration ，Tianjin 300211 ，China) Abstract ：A study was carried out on radiation problem of a drilling unit with a rectangular moonpool under low am- plitude horizontal harmonic excitation. The two-dimensional governing equations of the fluid in the moonpool were established based on linear potential theory. The simplified boundary condition was adopted. The fluid velocity poten- tial and the ad