小型漂流观测平台水动力特性数值模拟研究

小型漂流观测平台的运动姿态是影响其观测准确性和安全性的关键问题,如何改善其在波浪作用下的运动性能是目前亟需解决的问题之一。该文采用Open FOAM建立三维数值波浪水池模型,基于重叠网格技术模拟观测平台在波浪中的运动。在利用物理试验数据验证数值模型模拟准确性的基础上,研究球状浮体、柱状浮体及球-柱结合体等浮体外型对观测平台稳定性的影响。结果表明:三者垂荡运动响应较为接近,随波性能相当;球状浮体及柱状浮体的纵摇幅值均值为±15°,而球-柱结合体纵摇幅值均值为±11°,摇摆幅值降低27%,漂流稳定性更好;此外,波高对浮体运动影响显著,小波高条件下浮体具有更好的随波性和稳定性;而波浪周期对浮体的垂荡运动影响较大,对纵摇运动影响呈非线性变化,浮体在周期较大情况下具有较好随波性。