微段時(shí)間波浪力計(jì)算法在柔性浮式防撞系統(tǒng)上的應(yīng)用

于 偉，陳徐均，施 杰，劉俊誼

（解放軍理工大學(xué) 野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇 南京 210007）

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微段時(shí)間波浪力計(jì)算法在柔性浮式防撞系統(tǒng)上的應(yīng)用

于 偉，陳徐均，施 杰，劉俊誼

（解放軍理工大學(xué) 野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇 南京 210007）

摘要：為了研究波浪力對(duì)于柔性浮式防撞系統(tǒng)攔阻效能的影響，本文提出了分步處理波浪力的方法，進(jìn)行了撞擊過程的模擬計(jì)算研究。文中基于勢(shì)流理論運(yùn)用ansys_aqwa軟件，求得了不同波浪入射角及不同相位下結(jié)構(gòu)物的波浪力。在模擬船舶撞擊系統(tǒng)的過程中，將計(jì)算較為復(fù)雜的波浪力，轉(zhuǎn)化為運(yùn)用處理不同時(shí)刻波浪入射角和相位角的問題進(jìn)行連續(xù)分析計(jì)算。研究表明，微段時(shí)間波浪力計(jì)算方法可以用于柔性浮式防撞系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析，船舶撞擊過程中不能忽略波浪力的影響。

關(guān)鍵詞：波浪力；勢(shì)流理論；柔性浮式防撞系統(tǒng)

引 言

波浪力的計(jì)算工作開始得比較早[1,2]，方法也比較多[3,4]，國內(nèi)外對(duì)于錨泊系統(tǒng)的在波浪中動(dòng)力響應(yīng)問題[5~7]的研究已經(jīng)十分的深入。M. Yanga[8]用泰勒展開法處理邊界條件，在時(shí)域上處理了波浪影響下的水動(dòng)力相應(yīng)問題。Hiroshi[9]研究了波浪力對(duì)于水下浮式隧道的影響。丁軍等人[10]基于有限水深格林函數(shù)、Morison公式和時(shí)域耦合動(dòng)力分析方法，分析了傳統(tǒng)系泊方式和樁柱式系泊方式下平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和系泊系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)。喬?hào)|生等[11]利用單根錨泊線由于上部浮體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量耗散原理計(jì)算錨泊阻尼。

通常錨泊系統(tǒng)在錨泊作用下，波浪中僅限于微幅的振動(dòng)和漂移，在考慮走錨的條件下，錨泊系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)大幅運(yùn)動(dòng)的狀況。吳廣懷[12]等人設(shè)計(jì)了由多個(gè)錨泊浮體結(jié)構(gòu)相連構(gòu)成的走錨消能式柔性防船舶碰撞系統(tǒng)，需要對(duì)大幅運(yùn)動(dòng)的錨泊系統(tǒng)在波浪中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。陳徐均[13~15]等人運(yùn)用數(shù)值模擬撞擊過程的方法，分析了走錨消能設(shè)施的運(yùn)動(dòng)過程以及能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系。本文在陳徐均等人分析研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用微段時(shí)間波浪力計(jì)算方法，加入了波浪力對(duì)于碰撞過程影響的考慮。

1 柔性浮式防撞系統(tǒng)簡(jiǎn)介

柔性浮式防撞系統(tǒng)的工作是通過水面攔阻系統(tǒng)攔擋碰撞船舶，主要是以浮筒與碰撞船舶直接接觸的方式承載碰撞能量，然后通過纜索鏈進(jìn)行力和能量的傳遞。柔性浮式防撞系統(tǒng)由兩大部分組成：水面攔阻系統(tǒng)（上部結(jié)構(gòu)）和錨碇系統(tǒng)（水下結(jié)構(gòu)）。水面攔阻系統(tǒng)由浮式結(jié)構(gòu)和纜索鏈組成，浮式結(jié)構(gòu)間通過柔性纜索鏈連接；錨碇系統(tǒng)由錨鏈和錨組成，錨鏈的上鏈端固定于水面攔阻系統(tǒng)的纜索鏈上。圖1是柔性浮式防撞系統(tǒng)的示意，圖1（b）中各部件并不在同一平面內(nèi)，其中錨位于水底，圖中用小正方形表示；而浮筒浮于水面，圖中以較大長方形表示。

1.錨一 2.錨鏈一 3.浮筒 4.纜索鏈 5.端部錨6.端部錨鏈 7.錨二 8.錨鏈二 9.索鏈交點(diǎn)圖1 柔性浮式防撞系統(tǒng)示意

柔性浮式防撞系統(tǒng)主要以走錨消能的方式，使撞擊船舶的能量逐漸減小，最終攔停船舶，達(dá)到防止船舶進(jìn)一步撞擊橋梁的目的。在船舶撞擊防撞系統(tǒng)的過程中，船舶撞擊系統(tǒng)的水面攔阻系統(tǒng)，通過纜索鏈的受力傳遞，使得整個(gè)系統(tǒng)在撞擊力及其他外力的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)。在船舶撞擊的過程中，波浪力會(huì)直接影響船舶以及系統(tǒng)浮筒的受力狀態(tài)，波浪以環(huán)境能量的形式影響系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換，從而影響攔阻系統(tǒng)的工作效能，所以波浪力對(duì)攔阻系統(tǒng)影響的研究十分必要。

2 波浪力計(jì)算理論

通常計(jì)算波浪力有2種方法，遠(yuǎn)場(chǎng)積分方法和近場(chǎng)積分方法。近場(chǎng)積分法是基于勢(shì)流假定，在物體表面直接對(duì)壓力進(jìn)行積分計(jì)算得到波浪力。遠(yuǎn)場(chǎng)積分法是基于動(dòng)量和能量守恒求得波浪力。本文運(yùn)用近場(chǎng)積分法分析波浪力對(duì)撞擊過程的影響。假設(shè)流體為均勻、無粘性和不可壓縮的理想流體，浮體的特征尺度與波長是同一量級(jí)的，波幅遠(yuǎn)小于浮體的特征尺度且重力是唯一的質(zhì)量力。在理想流體的流場(chǎng)中，連續(xù)性方程和歐拉運(yùn)動(dòng)方程可表示為：

利用無旋條件及速度與速度勢(shì)的關(guān)系，整理式(2)并進(jìn)行積分可以得到：

式中，C0( t )為待定的時(shí)間t的函數(shù)。

對(duì)于無旋的理想流體，控制流體的基本方程為式(3)和式(4)，式(3)決定流場(chǎng)中速度的分布，式(4)決定流場(chǎng)中壓力的分布，只要求解出流場(chǎng)中的速度勢(shì)?，就可根據(jù)式(4)求得整個(gè)流場(chǎng)的壓力分布，進(jìn)而確定浮體受到的流體作用力。

求解式(3)需要一定的邊界條件，這些邊界條件包括：

物面條件：

運(yùn)動(dòng)學(xué)條件：

動(dòng)力學(xué)條件：

無限遠(yuǎn)處輻射條件：

海底邊界條件：

若使用的波浪理論為一階，可在流體區(qū)域內(nèi)應(yīng)用疊加原理把速度勢(shì)分解，定義流場(chǎng)內(nèi)的速度勢(shì)為：

單位波幅引起的波浪總速度勢(shì)可表示為：

求得場(chǎng)內(nèi)的速度勢(shì)后，航速為U0的物體上的波浪力為：

3 計(jì)算模型

本文采用如圖1所示的計(jì)算實(shí)物模型，實(shí)物模型根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶聪嗨圃瓌t的理論，以一定縮尺比放大得到。柔性浮式防撞系統(tǒng)的工作環(huán)境為9 m水深，水流流速為2.26 m/s，船舶為7500 t，長115.0 m，寬17.6 m，型深8.80 m，滿載吃水6.60 m。重力錨采用單個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的等質(zhì)量鋼筋混凝土塊，每個(gè)鋼筋混凝土塊與水底的最大摩擦力和動(dòng)摩擦力都為640 kN。迎水側(cè)由3個(gè)鋼筋混凝土塊串聯(lián)構(gòu)成，背水側(cè)由單個(gè)鋼筋混凝土塊構(gòu)成，兩端由10個(gè)鋼筋混凝土塊串聯(lián)構(gòu)成。浮筒采用鋼材制成的空心圓柱體，浮筒長4.8 m，直徑4.8 m，吃水深度2 m。連接索鏈和錨鏈采用同樣的索鏈，索鏈的有效面積為3.66 cm2，彈性模量為2.1×1011Pa，各類索鏈的有效長度參數(shù)如表1。

表1 索鏈參數(shù)

在船舶撞擊柔性浮式防撞系統(tǒng)過程中，波浪力對(duì)撞擊船舶和系統(tǒng)浮筒有一定的影響。由于各種外荷載的綜合作用比較復(fù)雜，船舶上的作用力的大小、方向、作用點(diǎn)也會(huì)實(shí)時(shí)的發(fā)生改變，所以船舶在此過程中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)也會(huì)實(shí)時(shí)的發(fā)生改變。為了研究問題的簡(jiǎn)單，假定船舶在撞擊攔阻系統(tǒng)的過程中，船舶撞擊運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，即波浪入射角與船舶縱軸線的夾角始終不變。雖然在撞擊過程中，浮筒的漂浮狀態(tài)可能有所改變，即浮筒會(huì)在水平面中上下浮動(dòng)，但浮動(dòng)的幅度相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來講可以忽略不計(jì)。可以將浮筒的受力簡(jiǎn)化在二維平面內(nèi)，忽略其受到的重力和浮力的作用。基于ansys軟件，本文建立的浮筒以及船舶的波浪力計(jì)算模型如圖2所示。

圖2 船舶和浮筒網(wǎng)格劃分模型

4 波浪力計(jì)算方法分析

在分析計(jì)算的過程中，分別考慮周期為3 s和5 s的斯托克斯波浪，波高均為0.5 m，在水深為9 m的環(huán)境中，求得周期為3 s的波浪的波長為13.8 m；周期為5 s的波浪的波長為34.2 m。波浪的傳播方向與船舶撞擊方向相同。

波浪力的時(shí)域分析較為復(fù)雜，流場(chǎng)的變化以及結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)等等問題難以綜合考慮，而撞擊過程需要對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析。為了簡(jiǎn)化波浪力的時(shí)域計(jì)算方法，將波浪的連續(xù)作用視為是不同時(shí)刻微段內(nèi)波浪力的作用，這樣就可以將波浪力的求解簡(jiǎn)化。運(yùn)用力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本原理，將時(shí)間微段連續(xù)化，就可以分析整個(gè)的撞擊過程。

時(shí)間微段連續(xù)化過程中，需要考慮結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性以及波浪運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性。對(duì)于規(guī)則波浪，影響其作用在結(jié)構(gòu)物上的力主要有2部分：1）波浪的傳播方向，即波浪傳播方向與結(jié)構(gòu)物的位置關(guān)系；2）波浪的相位差，特別是波長較長的波浪，波浪相位差的影響更為明顯。

波浪傳播方向?qū)τ诓ɡ俗饔昧Φ挠绊懀饕侵覆ɡ说娜肷洳ㄅc結(jié)構(gòu)物的相對(duì)夾角，在柔性浮式防撞系統(tǒng)的計(jì)算模型中浮筒縱軸與波浪的夾角，以及船舶的縱軸線與波浪入射的夾角，都會(huì)影響波浪對(duì)于柔性浮式防撞系統(tǒng)的波浪力。在船舶撞擊系統(tǒng)的過程中，假設(shè)了船舶不會(huì)在外力的狀況下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所以波浪入射波與船舶縱軸線的夾角始終不變。系統(tǒng)中的浮筒或浮式結(jié)構(gòu)物，會(huì)隨著撞擊的進(jìn)行，改變自身的位置和角度，波浪的入射角不變，入射波與浮筒縱軸的夾角就會(huì)隨碰撞發(fā)生變化。不同時(shí)刻，入射波與浮筒縱軸會(huì)有不同的夾角，根據(jù)浮筒的運(yùn)動(dòng)就可以求得每個(gè)時(shí)間微段內(nèi)夾角大小。

對(duì)于波浪作用力在結(jié)構(gòu)物（以浮筒為例）所在位置的相位差，由2部分組成：1）由于浮筒運(yùn)動(dòng)，浮筒位移的改變引起的相位差；2）在浮筒運(yùn)動(dòng)過程中，波浪本身隨時(shí)間向前運(yùn)動(dòng)引起的相位差。在考慮相位差的過程中，應(yīng)當(dāng)將兩類原因綜合考慮，可以得到浮筒在不同時(shí)刻不同位置的綜合相位差。假設(shè)浮筒運(yùn)動(dòng)時(shí)間后，運(yùn)動(dòng)的距離為，波浪的周期為，波長為，則相位差的大小可以表示為：

式中：n為相差的周期數(shù)；m為相差的波長數(shù)。

圖3為計(jì)算波浪相位差的示意，黑色線條表示波浪和浮筒的初始位置，紅色線條表示一段時(shí)間后波浪和浮筒的位置，為時(shí)間內(nèi)波浪波形的傳播距離。

圖3 計(jì)算波浪相位差示意

在求解波浪力時(shí)，運(yùn)用勢(shì)流理論為基礎(chǔ)的ansysaqwa軟件。運(yùn)用軟件可以求出單個(gè)浮筒在一定方向的斯托克斯波浪作用下的波浪力的相關(guān)參數(shù)。由于考慮系統(tǒng)浮筒在二維平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程，即忽略了引起浮筒的垂蕩、橫搖、縱搖運(yùn)動(dòng)的3種性質(zhì)的波浪力。分別將引起浮筒橫蕩、縱蕩、首尾搖運(yùn)動(dòng)的力，按照入射波浪的方向、波高、頻率為依據(jù)，圖4~圖5列出波浪周期差、浮筒傾斜角度與3種波浪力分量之間的大小關(guān)系。圖4~圖5中，x軸坐標(biāo)為波浪的周期差值，y軸坐標(biāo)浮筒為受到的波浪力或彎矩，z軸坐標(biāo)為浮筒縱軸與入射波浪的夾角。對(duì)于船舶受到的波浪力，僅考慮不同相位角對(duì)于橫蕩運(yùn)動(dòng)的影響，波浪相位角與船舶受力關(guān)系如圖6~ 圖7。波浪的初始相位角為0°。

圖4 浮筒上兩個(gè)方向波浪分力及轉(zhuǎn)矩（T=5 s）

圖5 浮筒上兩個(gè)方向波浪分力及轉(zhuǎn)矩（T=3 s）

圖6 船舶波浪力(T=5 s)

圖7 船舶波浪力(T=3 s)

在確定了波浪的初始條件下，如果已知浮筒（船舶）軸線與原始位置軸線的夾角和浮筒（船舶）所在位置與原始位置的相位差，就可以確定浮筒（船舶）在該位置、該姿態(tài)下的受力狀況，根據(jù)時(shí)間進(jìn)程處理波浪力的作用，用于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程的計(jì)算。

5 計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

分別計(jì)算無波浪力作用和周期為3 s、5 s波浪作用下船舶撞擊柔性浮式防撞系統(tǒng)的過程。用數(shù)值模擬運(yùn)動(dòng)的方法，得到當(dāng)船舶停止運(yùn)動(dòng)后，系統(tǒng)最終的姿態(tài)如圖8。圖中矩形代表浮筒，細(xì)線代表連接索鏈或錨鏈，星號(hào)代表上下游的重力錨，圓圈表示兩端的重力錨。在無波浪的工況下用藍(lán)色線條標(biāo)記，在周期為3 s的波浪的作用下用紅色線條標(biāo)記，在波浪周期為5 s的波浪的作用下用黑色線條標(biāo)記。

從圖8中，特別是圖8（b）上部結(jié)構(gòu)的姿態(tài)看出，周期為3 s的波浪作用下，系統(tǒng)的最終形狀與無波浪工況的形狀基本相同，這說明周期為3 s、波高為0.5 m的波浪對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響不大。而對(duì)于周期為5 s、波高為0.5 m的波浪作用，從圖中能夠明顯看到系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)的漂移距離與船舶的漂移距離都比前兩種工況要大。特別是在靠近端錨的兩個(gè)錨碇交叉點(diǎn)的3個(gè)浮筒的姿態(tài)，呈現(xiàn)出略微的弧線形狀，說明周期為5 s波浪對(duì)于系統(tǒng)的上部結(jié)構(gòu)有明顯的影響作用。

圖8 系統(tǒng)撞擊后姿態(tài)對(duì)比

圖9 重力錨的走錨距離的比較示意

圖9為船舶撞擊攔阻系統(tǒng)幾種工況下重力錨的走錨距離的比較示意，從圖中看出，不考慮兩側(cè)的端錨，從2號(hào)重力錨至8號(hào)重力錨，有波浪作用時(shí)重力錨的走錨距離較大；長周期大波長的波浪比短周期小波長的波浪的工況下，走錨距離要大。盡管波浪是周期性往復(fù)的作用力作用于碰撞過程，但是總體上，如果碰撞船舶與波浪的傳播方向相同，波浪對(duì)于碰撞船舶與系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)有推動(dòng)作用，會(huì)影響攔阻系統(tǒng)的效能。

對(duì)于兩側(cè)的端錨，出現(xiàn)了長周期大波長的波浪影響下，走錨距離更小的狀況。對(duì)于1號(hào)重力錨，將重量錨在不同工況下最終的位置標(biāo)記如圖10。原始端錨點(diǎn)坐標(biāo)（-52,0），無波浪工況下最終端錨位置（-45.352 2，0.006 8），在周期為3 s波浪作用下最終端錨位置（-44.499 6，0.054 6），在周期為5 s波浪作用下最終端錨位置（-45.901 4，0.150 2）。

圖10 不同工況1號(hào)端錨位置示意

盡管在周期5 s波浪的作用下，端錨滑移的絕對(duì)距離較小，但是，在船舶運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)的距離較其他兩種工況要大的多，而且絕對(duì)距離小的程度有限。在模擬船舶撞擊過程中，是通過時(shí)間微段進(jìn)行分段的計(jì)算，波浪力在每一步時(shí)間微段上主要影響了端錨在船舶運(yùn)動(dòng)方向的滑移距離。所以盡管在周期5 s波浪的作用下，端錨滑移的絕對(duì)距離小，結(jié)果也是合理的。在每個(gè)微段時(shí)間的計(jì)算過程中，波浪力的能量更多的消耗在2號(hào)重力錨至8號(hào)重力錨的走錨耗能上，使得最終出現(xiàn)這樣的結(jié)果。

6 結(jié) 論

本文運(yùn)用時(shí)間微段的方法處理了作用在柔性浮式防撞系統(tǒng)上的波浪力，通過計(jì)算分析，比較了幾種淺水波浪工況下的結(jié)果。研究表明：

1）時(shí)間微段處理波浪力時(shí)，對(duì)于不同性質(zhì)的波浪，僅需要考慮波浪的入射角度以及不同時(shí)間微段上波浪作用的相位差。

2）波浪力對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響與波浪與結(jié)構(gòu)物的相對(duì)尺寸相關(guān)，計(jì)算結(jié)果中波浪對(duì)于船舶的影響要大于對(duì)攔阻系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)的影響。

3）能量相對(duì)較小的波浪對(duì)結(jié)構(gòu)物影響效果不大，波浪周期為3 s的短波長波浪的影響效果，要小于波浪周期為5 s的長波長波浪。

總體而言，時(shí)間微段處理波浪力的方法能夠分析波浪力對(duì)于結(jié)構(gòu)物的影響效果，是分析柔性浮式防撞系統(tǒng)防撞的簡(jiǎn)單有效的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] Hajime Maruo. The Drift of a Body Floating on Waves[J].Journal of Ship Research, 1960, 4: 1-10.

[2] Joosen W P A. Slender-body theory for an oscillating ship at forward speed[J]. 5th Symposium on Naval Hydrodynamics, 1964: 167-183.

[3] Eatock Taylor R, Chau F P. Wave diffraction theory-some developments in linear and nonlinear theory[J]. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 1992, 114: 185-194.

[4] Cong P W, Gou Y, Teng B. A new approach to low-frequency QTF and its application in predicting slow drift force [J]. Ocean Engineering, 2012, 53: 25-37.

[5] Huang S. Dynamic Analysis of Three-Dimensional Marine Cables[J]. Ocean Engineering, 1994, 6(21): 587-605.

[6] A P Shashikala, R Sundaravadivelu, C GanaPathy. Dynamic of A Moored Barge under Regular and Random Waves[J]. Ocean Engineering, 1997, 5(40): 401-430.

[7] Jason I Gobat, Mark A Grosenbaugh. A Simple Model for Heave-induced Dynamic Tension in Catenary Moorings[J]. Applied Ocean Research, 2001, 23: 159-174.

[8] M Yanga, B Tenga, D Ninga, et al. Coupled dynamic analysis for wave interaction with a truss spar and its mooring line/riser system in time domain[J]. Ocean Engineering, 2012, 39: 72-87.

[9] Hiroshi Kunisu. Evaluation of wave force acting on Submerged Floating Tunnels[J]. Procedia Engineering, 2010, 4: 99-105.

[10] 丁軍, 程小明, 田超, 等. 近島礁淺水環(huán)境下浮式平臺(tái)系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 船舶力學(xué), 2015, 19(7): 782-790.

[11] 喬?hào)|生, 樊天慧, 歐進(jìn)萍. 不同類型錨泊方式對(duì)深水浮式平臺(tái)的阻尼貢獻(xiàn)比較計(jì)算[J]. 船舶力學(xué), 2014, 18(5): 507-515.

[12] 吳廣懷, 于群力, 陳徐均. 非通航孔橋的大距離走錨消能式防撞系統(tǒng)[J]. 公路, 2009, (1): 213-218.

[13] 陳徐均, 黃光遠(yuǎn), 吳廣懷. 船舶撞擊錨泊防撞系統(tǒng)的能量平衡關(guān)系分析[J]. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2009, 10(1): 71-76.

[14] 陳徐均, 黃光遠(yuǎn), 吳廣懷. 柔性浮式系統(tǒng)受撞后運(yùn)動(dòng)的算法及其收斂性[J]. 解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）, 2011, 12(5): 501-506.

[15] Chen X J, Huang G Y, Wu G H, et al. New numerical method for flexible floating collision-prevention system and its convergency discussion[J]. Journal of PLA University of Science and Technology (Natural Science Edition), 2011, 12(5): 501-506.

[16] Chen X J, Huang G Y, Wu G H, et al. Numerical simulation for the motion of the flexible floating collision-prevention system[J]. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 2013, 135:1-9.

Application of Micro-time Wave Force Calculation in Flexible Floating Collision-avoidance System

Yu Wei, Chen Xujun, Shi Jie, Liu Junyi
（Academy of Field Engineering, PLA University of Science and Technology, Nanjing Jiangsu 210007, China）

Abstract:In order to study the wave force for effect of The Flexible Floating Collision-Prevention System (FFSCS), step by step computational method of the wave force is presented in this paper, numerical simulation is carried out for the collision process. Based on potential flow theory, the ansys_aqwa software is used to obtain the wave forces of different incident angles and different phase angles. In the process of simulation of the ship collision, the calculation of the wave force is more complex. This paper use the method, which deal with different wave incident angles and different wave phase angles at Micro times, to calculate continuously. Comparative analysis of the results show that, the effect of different waves for the collision process is different. In the collision process, the influence of the wave force can’t be neglected.

Key words:wave force; potential flow theory; flexible floating collision-avoidance system

作者簡(jiǎn)介：于偉（1982-），男，博士，研究方向?yàn)楦蛟O(shè)計(jì)理論及關(guān)鍵技術(shù)。

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51379213）；國家科技支撐計(jì)劃課題（2014BAB16B05）；工信部高性能船舶科研資助項(xiàng)目[工信部聯(lián)裝（2012）533號(hào)文]

收稿日期：2015-10-19

DOI:10.16403/j.cnki.ggjs20160101

中圖分類號(hào)：U653.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-9592（2016）01-0001-06