1、中文 4500 字 出处： Chen X N. From water entry to lock entryJ. Journal of Hydrodynamics, 2010, 22(5):885-892. 从一个 船闸 到另一个船闸 Xue-nong Chen 摘要 ：在本文中，研究了 船舶入闸 问题，这实际上 和作者 25年前在何教授的指导完成的入 闸 问题 类似，但数值不同。一维 非恒定流窄缝流道 耦合 模型 模拟在 浪涌 下 船的运动， 并用公式和数字来反应船体起伏和倾斜程度 。计算船舶运动在杜伊斯堡浅水池 用模型实验 进行了对比验证。 为了研究巴拿马某运河新船闸工程结构实验模型的尺度
2、效应对 粘性的影响进行进一步的考虑。因此，实验验证模型应用于 优化 船舶入闸 时间 通过 在最大限度 的 改变 水 道 。 关键词：入水； 船舶入闸 ；自由表面运动；船舶运动；流体动力学刚体耦合。 1 引言 二 十 五年前， 在 何友声 教授的指导下，作者完成了他的硕士学位论文 1对 三维 入水 问题的数值模拟问题。这个问题的主要性质是刚体和自由表面 运动之间的强相互作用。作为一个刚体（导弹） 的入 水 冲击 ，它 产生了 显着的自由表面运动并且表明了通过制止刚体运动或者改变其运动方向的不对称情况下有 一个巨大的 作用力 。今天，在 何 教授八十岁生日的座谈会 上 ， 本文 要介绍另一个问题，
3、这是来自一个完全不同的应用领域，但有一个非常相似的物理性质的入水问题 即 船闸入 水 。 当船开始进入 船闸时 ，由于 船闸 的突然狭窄或 变 浅，船将 带动 大量的水 前前，以至于在船闸中出现一个孔 。 由于船受反力 影响， 极大的降低了速度 ，造成显著的纵摇和垂荡。 刚体和自由表面之间在前台也是相互作用，它是同一性质的入水问题 。 在本文中， 船舶运动进入或者呆在 在一个很窄的 船闸的 问题， 不仅局限于船闸入水问题 ， 也是对船舶运动或震动和流动堵塞和摩擦的粘性效应之间的相互作用的 特别 研究 。 一维非恒定流窄缝流道耦合模型模拟在浪涌下船的运动 ， 并用公式和数字来反应船体起伏和倾斜程
4、度 。虽然船舶进入 船闸的 第一个数值是 在杜伊斯堡浅池 2 通过 模型实验进行了验证， 但是 通过 分析 原始的试验和错误的粘滞系数 3 ，本文开发了一个新的物理粘性模型。 这种运动的准确 预测，特别是 船舶入闸 的速度和时间， 无论 从技术的角度，还是从经济的角度来看 都具有重大的现实意义 。然而， 在弗劳德数相似下 扩展模型 比例去证明 真实规模 是 很困难的，因为流体的粘度在 非恒定 流 中 起着重要的作用， 并不能完全考虑为简单的整体雷诺兹粘性抵抗压力的一个加法 。 图 1 示意图 最近联邦航道工程研究院（ BAW）在德国卡尔斯鲁厄，参与了对未来巴拿马运河三级船闸机动性的初步研究。船
5、从一个闸室移动到另一个闸室。基本的问题是船舶完成这个过程需要有多少时间和如何优化浪涌下船舶操纵航行。初步的模型试验已由比利时佛兰德的水力学研究所在浅水水池 4 完成。模型的规模是1:80。从船开始进入船闸，最初的影响 没有前面提到的船闸入水 2 和粘性的 影响 效果 显著 。 委托 BAW，作者参与了项目 中对数值模拟的任务并从模型试验结果预测了真实规模的船舶运动 。基于一维模型，开发了 一种局部粘性摩擦模型 ，其中包括 从模型到实船尺度的雷诺兹数范围 。粘性的影响在以下几个方面提出： 局部摩擦影响的动量方程和摩擦阻力 粘性堵塞效应 对 质量守恒方程 的影响 通过模型试验验证了 粘性模型并 应
6、用于实船情况。船舶模型的计算表明，该模型可以 成功的 模拟船舶浪涌， 摇动和起伏 运动。在实船尺度的粘度对下沉和纵倾的影响较小，但对船舶纵荡运动 有显著的影响 。这意 味着 入闸 时间可以通过优化推力 过程比模型试验结果降低 7-20%。 本文的标题反映了作者的最近研究 与 他原来的硕士学位论文 实际连接 。从军事到民用领域的定位研究，从中国到德国，作者 得益于他的生活 知识，他获得了在上海交通大学 的一致好评 ，尤其是 何 教授。 2 数学模型 使用两个坐标系统：地球系统 和系统的水平移动与船 。 他们的关系是： 其中 l是船舶长度和 (t)是覆盖距离（从闸门 到 船艏）。 船的重心 G下沉量用 S（ t）表示；由（ t）（斯特恩阳性）配平。因此，动态局部截面积 Sd正常水位下 = 0 可以从静态值 S0的计算，公示如下： 在这里，只有严格对称的情况下，即，对称的船舶沿船闸中心线进入一个船闸。因此，问题就简化为一维的，即，自由表面 z=（
