【文献阅读】Wigley船在波浪中的运动分析

（1）相关内容

船舶在波浪上运动所受到的外力，主要是流体作用力。这些力的大小和变化与船舶以及流体相对运动有关。一般采用流体动力学方法计算。

船舶在波浪中的运动，根据波浪的形式，分为规则波与不规则波两个部分，在 规则波 中采用 切片法 计算 船体波浪力（矩） 和运动响应的步骤为：

a. 输入型值、重心、质量、转动惯量，根据需要，确定方向、航速、波高等相关参数;

b. 对船体各剖面进行保角变换，求解变换后单位圆周围的流体速度势φ，并计算附加质量m和阻尼系数N;

c. 计算运动方程中波浪力F、波浪力矩M ;

d.求解船体的运动响应;

本文对不规则波的相关内容不作研究。

在切片理论中，最主要是波浪力的求解。在波浪力的计算中又分为一阶波浪力和二阶波浪力。物体在波浪上的运动本质上是非线性的，上述现象源于波浪之间及其与物体的非线性干扰或耦合，主要表现在自由面条件和拉格朗日积分的非线性性质。一阶波浪力只不过是非线性问题展开后的一阶近似。事实上，只要精确到二阶项，就足以有效的描述高频或低频波浪力成分，这里统称为二阶波浪力。

研究物体在波浪中的运动，假设水为不可压缩，无粘和无旋的，同时也忽略水的表面张力的影响。这样就可以用势流理论来进行求解。物体在波浪中运动的速度势除了满足拉普拉斯方程外，还应满足自由面边界条件、物面边界条件、底部边界条件及初始条件和辐射条件，对于底部边界条件本文归结到了物面条件中。

为了建立船舶在规则波中垂荡和纵摇的耦合运动方程，进而求解船舶的运动响应，就要根据船舶的参数及波浪特性求解水动力系数（不同船体横剖面的附加质量和阻尼系数）和波浪力（矩）

波浪力 为 傅汝德一克雷诺夫力 与 绕射力 之和。

按照线性速度势的概念，船体在波浪作用下作对称运动时，周围流场的一阶波浪力包括 傅汝德一克雷诺夫力、辐射力和绕射力 。其相应的速度势可用入射波速度势迭加辐射速度势和绕射速度势表示。入射波速度势是描述波浪运动的速度势，忽略船体运动及船体对波浪的反射。船体受到波浪作用而运动时，引起的波浪都要向外辐射，周围流体将产生波动，这种波动称为称为辐射波。同时，因为船体表面水质点不可穿透，波浪遇到船体还会产生反射，这种波动称为绕射波。它们分别用相应的速度势描述。