船舶驶入复杂闸室的全过程数值模拟

采用基于OpenFOAM自主开发的求解器naoe-FOAM-SJTU,针对某8 000 t集散两用船进行了从开阔水域航行进入闸室的全过程数值模拟。数值计算时采用非定常雷诺平均方程(URANS)求解黏性流场和重叠网格技术模拟船舶运动。分别开展了不释放进闸船舶自由度和释放升沉及纵摇自由度两种工况的数值模拟,结合两种工况下船舶的水动力性能、自由面、船体表面动压力分布及涡量场,对船舶航行进入闸室的全过程进行了深入分析。结果显示,受闸室壁面限制,船舶进入闸室后阻力会有一个明显的上升趋势,船体出现下沉现象。阻力峰值出现在0.5~0.75倍船长进入闸室时,此时是进闸的危险时刻。研究表明,相关数值方法能够适用于船舶进闸问题的数值模拟,并为复杂闸室中船舶航行条件模拟提供了参考。