[发明专利]一种随机波浪中喷水推进三体船自航点直接计算方法

权利要求书

1.一种随机波浪中喷水推进三体船自航点直接计算方法，其特征在于，包括：

S1：建立物理模型，收集目标三体船和喷水推进系统的型线型值数据，根据目标三体船和喷水推进系统型线型值数据，使用三维建模软件建立三体船裸船体模型和喷水推进系统物理模型，所述喷水推进系统物理模型包括喷水推进流道、喷水推进转子和喷水推进定子；

S2：建立CFD数值模拟计算域，将S1建立的三体船裸船体模型导入至CFD软件，建立CFD数值模拟计算域，设置CFD数值模拟计算域的多级坐标系系统和船舶三自由度运动模块；

S3：设置数值模型，确定随机波浪参数和成分波，定义S2所述模拟计算域各边界条件，设定喷水推进转子转速控制模型和CFD数值求解模型；

S4：数值求解计算：初始化流场及设置，根据S2建立的CFD数值模拟计算域和S3所设置的数值模型，计算出随机波浪中喷水推进三体船自航点。

2.根据权利要求1所述的随机波浪中喷水推进三体船自航点直接计算方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：

S201：物理模型处理，将S1所述三体船裸船体模型、喷水推进流道和喷水推进定子合并为整体模型，将S1所述喷水推进转子作为单独模型；

S202：计算流域划分，将S201所述整体模型和单独模型导入CFD数值模拟软件，进行计算流域划分，所述计算流域划分包括背景域、三体船运动域和喷水推进转子旋转域三个部分；

S203：建立多级坐标系，多级坐标系系统包括大地坐标系O-XYZ、三体船运动坐标系O_G-X_GY_GZ_G、背景域坐标系O_B-X_BY_BZ_B和喷水推进转子旋转坐标系O_p-X_pY_pZ_p，其中大地坐标系为一级坐标系，背景域坐标系和三体船运动域坐标系为二级坐标系，喷水推进转子旋转坐标系为三级坐标系，其中大地坐标系O-XYZ的原点O在船舶未开始运动的重心G位置，X轴沿初始的船首方向，Y轴沿初始的船体左舷方向，Z轴垂直向上；三体船运动坐标系O_G-X_GY_GZ_G以三体船重心G为原点O_G，X_G轴指向船首，Y_G轴指向船体左舷，Z_G垂直于X_GO_GY_G平面，背景域跟随三体船运动域移动，背景域坐标系为O_B-X_BY_BZ_B，原点与三体船运动坐标系原点重合，X_B轴与大地坐标系X同向，Y_B轴与大地坐标系Y轴同向，Z_B轴垂直向上；喷水推进转子旋转坐标系为O_p-X_pY_pZ_p，O_p位于喷水推进转子旋转中心，X_p指向船体左舷，Y_p垂直指向上方，Z_p指向喷水推进转子轴向朝船首方向；

S204：建立三体船三自由度运动模块，根据船体的纵荡、垂荡和纵摇三个自由度的运动，建立三体船三自由度运动模块，三体船三自由度运动模块根据计算波浪中船舶运动船体实时受力，通过刚体运动方程和S203所述多级坐标系，对船体运动进行计算。