ITTC及船舶水動力學研究方向與重點分析

PAGEITTC及船舶水動力學討論方向與重點分析中船重工集團七○二所沈泓萃摘要:本文介紹了1９33年以來國際拖曳水池會議（IＴTC)組織章程和技術結構的演化過程,分析了ＩＴTC各技術委員會的任務和討論結論，并運用系統(tǒng)分析的概念和方法,對第2１~２5屆ＩTTC的討論進行了梳理，指出了ITTＣ范圍內(nèi)船舶與海洋工程水動力學討論領域的重點進展方向和熱點討論問題,可供國內(nèi)擬制該領域的將來進展規(guī)劃和計劃作參考。關鍵詞:ITＴC、水動力學、進展規(guī)劃

目錄ＴOC\o”1－3"\h\z＼uHYPＥRLINK\l＂_Tｏｃ2１200４450”1前言?ＰＡGEREF_Toｃ21２004450\ｈ1ＨYPEＲLINK\l”_Toｃ２12０04４51＂2ITTC進展史簡介?ＰＡGERＥF＿Toc212004451\h1HYPERLＩNK\l＂_Toc212004４5２”2．1IＴTC組織與章程的演化?PＡGERＥF_Tｏc2１2０04４5２\h3HＹPERLINK3ITTC水動力學討論任務與進展方向分析?PAGERＥF＿Tｏc212０044５5＼h7ＨＹPＥRLIＮＫ＼l”＿Tｏc２１20０4４56”３.1一般委員會的技術任務和結論分析 PAGEREＦ_Toc2120０4４56\ｈ７HＹＰEＲLIＮK＼l＂_Toc21２0０445７”3．1.1阻力與流淌討論領域 PＡGEＲＥF_Toｃ21２０0４4５７\h11HＹPＥRLINK\l”＿Tｏc２12００４4５8”３。1。２推動討論領域?ＰＡGEＲEF_Toc２１2０0４4５８\ｈ１2HYPEＲLIＮＫ3。２。6高速船專題討論方向?PAGＥＲＥF_Toc２1２00４468\ｈ3１HYPEＲＬINK\ｌ＂_Toc2１20０４４６9＂３.2.7冰海航行性能專題討論方向?PAGＥRＥＦ_Ｔoｃ２120０４4６9\h32HＹPEＲＬＩＮＫ\ｌ”＿Toc２12００４470"3.２.8共性基礎技術專題討論方向?PAGEＲEF_Tｏｃ2１2０04４7０＼ｈ33ＨYPERLＩＮK＼ｌ”_Toｃ2１２004471”４ITTC水動力學討論重點分析?ＰＡGERＥＦ＿Tｏc２120044７1＼h34HYPＥＲLＩＮK\l"_Ｔｏｃ2１20044７2”4．1概念探究討論重點 PAGEＲEＦ＿Toc2１20044７2＼h3５HＹPERLINK\l”＿Ｔoc２12００4４73”4。1。1真實海洋風浪流環(huán)境建模?PAGEREF＿Ｔoｃ21２0０４4７3＼h3５HYPＥＲＬIＮK＼l＂＿Tｏｃ２12０0４４7４"4.1．2高雷諾數(shù)下平臺周圍湍流流淌現(xiàn)象和響應?PAＧEREF＿Tｏｃ2１２０04474\h3５HＹＰERLINＫ＼l"＿Toc212０0４47５"4．1。３自由面現(xiàn)象和響應?PＡGERＥF_Tｏｃ2１20０4475\h３６HYPERＬINK\ｌ"_Ｔｏc21２004476”４。１．4空化現(xiàn)象和響應?PAGＥREF_Ｔoc２12０0４４76＼ｈ36ＨＹPEＲＬＩNK\ｌ"_Ｔoc2120０447７＂4。１．5學科交叉耦合?PAGEＲＥF_Toc2120０44７7\h36HYＰERＬINK\ｌ"_Toc2１２00４４78＂４。2試驗方法討論重點?PAGEREＦ_Tｏc２１２0044７8＼h36HYPＥRＬＩNＫ＼l"_Ｔoc21２００４479"4．2．1測量技術?PAGＥREＦ_Toc212004479\h3６ＨＹPERLＩNＫ\l＂＿Ｔoｃ21２００4４8０”４.２.２模擬試驗技術 PＡGＥRＥF＿Toｃ2１2００４4８0＼h3７HYＰERLINＫ＼ｌ”_Toc２12００4481”４．2。3試驗評估技術?PAGEREF＿Toc２1２0０4481\h３7HYPEＲＬＩNK＼l＂＿Ｔoｃ２120044８2"4．2。4外推和換算技術?PＡGERＥF_Toc2１２０0448２\ｈ3８ＨＹPEＲLINK＼l＂＿Toc21２004４8３”4．3數(shù)值方法討論重點 ＰＡＧEREＦ_Tｏc212０04４8３\h3８ＨYPERLINＫ4.３．１CＦＤ建模技術 PAGERＥＦ＿Ｔoc2１２００44８４\h３8ＨＹPＥRＬINK4。３．3ＣFD應用技術?PAGＥRＥF_Tｏc212０0448６\h39HＹPERＬINK\l＂＿Toc２１２004487”4。4設計應用能力討論重點 PAGEREF_Ｔoc2１２0０4４８７\h４０ＨYPＥＲＬINK\l＂＿Ｔｏc21200４48８＂４.4.１新船型設計及其綜合航行性能分析和優(yōu)化?PＡGＥＲEF_Ｔoc21２００44８8\h40ＨYＰERLＩNK\l＂_Ｔoｃ２１200448９＂４.4.2新型推動裝置設計及其性能分析和優(yōu)化 PAGEＲEF＿Ｔoc２1200４４８９\ｈ40ＨYＰERLＩNＫ＼ｌ"_Ｔoｃ２120０４490"4．4．3環(huán)境效應評估與平安性設計?PAＧEＲEＦ_Toｃ２12004４90\h４1HＹPＥRLINK\l＂＿Toc21200４49１"5結語 PAＧEREＦ＿Toc2１20０4491\h4１ＨYPＥRＬＩNK\ｌ＂＿Tｏｃ212004４９２”6參考文獻 PAＧＥREF＿Toｃ２12004492\h41PAGE421前言2０08年對于我國船舶水動力學討論群體來講是值得慶賀的一年。這一年是中國造船工程學會船舶力學委員會成立30周年,這一年又是中國加入ＩＴTＣ3０周年，并且就在這一屆ITTC大會上14位中國專家產(chǎn)選了ＩTTＣ的執(zhí)行委員會(EC）、顧問委員會（AＣ）和技術委員會（TC）的委員，在委員數(shù)量上僅次于日、美而首次位居世界第三。這一成就從一個側面反映了我國船舶水動力學討論的國際地位如同我國造船產(chǎn)量一樣蒸蒸日上。ＩＴTC是國際上船舶水動力學界最具代表性和權威性的民間學術討論組織。自從1932年JｏhnｄeＭeｏ博士提出倡議，并于次年召開第一次國際水池主任會議即現(xiàn)在的IＴＴC以來，ＩＴＴC的規(guī)模飛快壯大。迄今，參加IＴＴＣ的國家已增長了２．５倍，代表數(shù)則擴大了１0倍之多。那末,為什么ＩＴTC會有如此大的吸引力呢?ＩTTC畢竟能為世界各國的船模試驗池、船舶水動力學討論所乃至船廠和航運部門供應哪些幫助和貢獻呢？ＩTＴC對我國船舶水動力學的進展又有什么樣的作用呢?這就是本文試圖回答的問題。本人曾有幸作為觀察員參加了第２0屆ITＴC大會,后又相繼擔當?shù)?1屆ITＴC阻力與流淌委員會的委員、第2２屆ITTC的顧問委員會和執(zhí)行委員會的委員及第23屆IＴTＣ的顧問委員會委員。并且在第2２屆IＴTC期間還作為大會組織委員會的中方主席與韓國共同組織了在漢城和上海舉辦的ITTC大會，深切體會到要成為ITＴC的成員組織并不容易,而要舉辦ITTC大會就似乎“申奧"一樣更不容易，然而，參加ＩTTC的活動，了解國際上船舶水動力學討論的態(tài)勢以及重點和熱點,無疑對我國船舶水動力學的跨越進展是至關重要的。2ITTＣ進展史簡介1932年在Haｍburg召開的一次國際水動力學會議期間，JｏhndeMeo博士提議要在船舶推動領域中開展國際合作，并得到了一些水池負責人的響應。于是，在1９3３年7月由荷蘭的Trｏｏst教授提出邀請,在Hａgue召開了第一次國際水池主任會議，這就是后來的ＩTTC。當時只有美、英、法、德、意、日、奧地利、荷蘭和挪威的2３名代表出席了會議。1９34年、19３5年又分別召開了第2～4屆國際水池主任會議，后因二戰(zhàn)而暫定.從1９48年第5屆會議開頭，每3年開一次大會的規(guī)定實施,并在19５４年第７屆大會上拒絕了將國際水池主任會議改名為國際船舶水動力學會議的提議，而正式定名為國際拖曳水池會議(ＩTＴＣ).歷屆ITTC大會的概況統(tǒng)計在表1之中?？梢钥吹剑呤嗄陙恚桑訲C的規(guī)模進展十分飛快，參加的國家增長了二倍半,代表人數(shù)擴大了十倍左右.IＴTC如此強大的吸引力顯然來自其服務宗旨和所發(fā)揮的巨大作用.表１歷屆ITTC大會舉辦時間、地點和規(guī)模一覽表屆序時間地點國家數(shù)代表數(shù)成員組織數(shù)№11９３3．7。13～14荷蘭，Hague９２３№21９34.７.1０~1３英國，Lｏndｏn11２5№319３5。１0．2～4法國，Pａris８19№４1９37．５.2６~28德國,Ｂerlin1029№51９４8.9。14~17英國，London74６№61951．9.1０~15美國,Washington１３６8№７1954。8.19~31Sｃanｄｉｎavia1777№8１９57。9．15～２3西班牙，Ｍａdriｄ2193№919６0.9.8～16法國,Ｐａris１９85№10１963．９。4~11英國,Teddｉngtoｎ２288№１11９66．１0.1１～２0日本，Ｔokyｏ1897№121９69。９。22~３0意大利，Ｒome２31７２№131９7２.９．4～14德國,Hambｕrｇ&Bｅｒlin25134８0№１4197５．9。２~１1加拿大，Ｏttawa2４1０97１№15１9７8。９．3~10荷蘭，Haｇｕe３1１5２７１№161９81．８．3１～9。9前蘇聯(lián)，Leninｇvad26１66７７№17198４.9。８～1５瑞典,Gotｈenbory３2２0981№181987。10。1８～２4日本,Ｋobe２5223８3№１９19９０。9。1６～２2西班牙，Maｄrid３２2３594№２01993．9．１9~25美國，SａnＦｒａnciscｏ36２13１0７№21１99６.9.15~２１挪威，Troｄhｅｉm271８６1０９№2２1999．9．５～11韓國和中國Ｓeouｌ＆Shanｇｈａi３0218１１1№23200２．9.8～14意大利，Vｅｎiｃｅ322０８115№24２０05．9.4～10英國，Edinｂurｇ32２１41１3№252008．9.14~2０日本，F(xiàn)ｕｋｕoka２613593２。1ITTC組織與章程的演化第1屆IＴTＣ只有一個4人委員會,負責給出一般意義上的技術結論.第5屆開頭任命了一個6人常委，負責兩次大會之間的日常工作,直到第１0屆前ITＴC的組織均由他們管理，期間,圍繞IＴTC的目標、成員和代表資格等問題爭論不休,一些代表認為ＩTＴC應由對船廠和船東負直接責任的水池主任來掌握，而另一些代表則認為ＩＴTC的成員資格應對全部拖曳水池、船舶水動力學實驗室或模型水池開放。為此，常委起草了一個章程,并在第１０屆ITＴC大會上獲得通過。該章程可以說是IＴTＣ第一個正式發(fā)表的章程，其中明確IＴＴC的目的是“促進解決對水池主任工作有重要作用的技術問題，由于他們是給船廠和航運部門供應關于船模試驗信息和建議的直接責任人?！闭鲁踢€規(guī)定會議代表是拖曳水池或水筒、船舶討論協(xié)會或高校造船系的主任,并終止了常務委員會而設立執(zhí)行委員會（ＥＣ),規(guī)定由成員組織代表組成的“掌握團”來選舉EＣ委員。盡管如此，隨著ITTC成員數(shù)量的增加，一些主要拖曳水池還是關注IＴTC會變成一個與水動力學關系不甚親密的散亂組織，不利于進展職業(yè)水池與顧客的關系，由于此時小水池和高校、討論所的數(shù)量大大超過了大水池.作為折衷處理，第13屆ＩTＴC取消了“掌握團"而代之以顧問委員會（AC）,代表大水池向大會提出推舉技術委員會（TC）的詢問意見。第1７屆ITＴC又將討論對象從船舶擴展到海洋工程和全部海事裝備。這些變化最終體現(xiàn)在第２1屆ＩTTC大會通過的新章程中。第21屆ＩTTC重新制定的章程中指出,ＩTTＣ的主要任務是促進解決船模試驗池負責人十分關注的重要技術問題，由于他們的責任是依據(jù)物理和數(shù)值模擬結果向船舶與其它海事裝備的設計、建筑和使用者供應關于實尺度性能的信息和意見.IＴTＣ的目標是促進船舶與其它海事裝備水動力學各領域的討論以改進模型試驗、數(shù)值模擬和實尺度測量的方法;推舉相應的規(guī)程和確認實尺度測量的精度以保證質(zhì)量;供應信息互換平臺。該章程還對ITTＣ的成員資格、組織結構、各委員會及大會進行的次數(shù)等問題都作了簡略規(guī)定，形成了沿用至今的體系結構:ＩＴＴC大會是確定方針、決定主題、選舉ＥＣ和ＴＣ主席及任命TC委員的最高權力機構;EC由各大地理區(qū)代表組成并對ITTＣ大會負責；ＡC成員由ＥC提名并對EC負責；ＴC主席和成員也由EC提名，但由ITＴC大會任命并對大會負責.２.2ＩＴTCＥＣ和AC的演化EC始建于第１０屆ITＴC，那時有8個委員，任期６年。它實際上是原常委會的繼承。第1３屆ITＴC修改章程時又明確ＥC應執(zhí)行大會決定的政策并提議TC主席和成員。第2１屆IＴTＣ則進一步明確ＥC主席就是IＴＴＣ主席和主辦下屆ITTC大會的成員組織的代表.現(xiàn)在的ＥC通常由7名有投票權的委員組成，其中除主席外的其他6名成員為現(xiàn)行六大地理區(qū)的代表,即美洲、太平洋島、東亞、中歐、北歐和南歐的代表。東亞地理區(qū)始建于第２0屆ITTC,目前僅包括中、韓兩國,并經(jīng)內(nèi)部協(xié)商輪流擔當EC委員.中國船舶科學討論中心（ＣSＳＲC）代表中國自第2２屆ITTC首次擔當ＥＣ委員以來，每隔一屆均會代表東亞地理區(qū)在EC中服務。ＡC始建于第13屆ＩＴTC，當時有２4名代表,它實際上是原“掌握團”的繼承，其任務是依據(jù)當時ITTＣ的目標,向大會推舉討論主題,評述ＴC的建議并向ＥC供應詢問意見，那時AC沒有高校的代表。我國CSSRC從第１５屆IＴTＣ開頭成為ITTC的成員組織,并同時作為大水池代表進入了AＣ。第17屆ITTＣ,丹麥赫爾辛基技術高校首先突破當時的限界成為AＣ成員，第18屆ITＴC我國上海交通高校也成功地加入了ＡC的行列。如前述，ＡC的成員資格是歷屆ITTＣ爭議的焦點，所以第２1屆ITTC章程中專門規(guī)定ＡC成員必須滿意三個條件：第一，ＡＣ成員組織的實質(zhì)性工作（指收入的主要來源部分）必須是為顧客（商業(yè)顧客、政府機構、同一公司內(nèi)的其它機構）所做的工作,并能對其船舶與其它海事裝備性能預報的歷史及正在履行的職責加以證實;其次，經(jīng)TC證實，表明其有長期ＩTTC工作的歷史；第三,有完成ITＴＣ領域內(nèi)各種各樣討論任務的能力。章程還規(guī)定AC成員組織每三年由EＣ對其中一半成員進行評估以重新確認其成員資格。章程也對AC的代表作出了規(guī)定：應是該成員組織的高級技術管理者，能對水動力學試驗、數(shù)值模擬和實尺度測量的技術商量發(fā)表有益意見，并有從組織上支持IＴTC工作的權威性。2.3ITTCＴＣ結構的演化第5屆ITTC之前,大會介紹論文都由個人供應。第5屆開頭才指定一些技術委員會來處理如空泡、螺旋槳和表面摩阻等問題。第6屆到第9屆ITＴC的TC有螺旋槳和自航試驗尺度效應委員會；表面摩擦和激流委員會；船舶適航性委員會;阻力和推動數(shù)據(jù)表達委員會。第10~2１屆IＴTＣ期間的TC有阻力、推動、空泡、操縱性和耐波性委員會，另外，第1１屆ＩTTＣ首次設立功率性能委員會、第１５屆設立冰委員會、第16屆設立高速船和海洋工程委員會。值得指出的是在第20～２1屆ＩＴTC期間，AC對TＣ的結構進行了簡略評估并作出了重大調(diào)整,即設立幾個永久性的一般委員會和若干臨時性的專家委員會，前者有利于有普遍意義的學科領域進展評述的連續(xù)性,后者則可處理成員組織感愛好的簡略問題。第2１屆IＴTＣ大會批準了這種調(diào)整方案，并從第22屆ITTC開頭實施。為清楚起見，表２列出了第2１屆～26屆ITＴC全部ＴC和小組的變化情況。表2第2１~2６屆國際船模試驗池（ITＴC）技術委員會和小組結構演一覽表2１屆(19９３~1996）２2屆（199６～１99９）2３屆(199９～2００2）2４屆（200２～20０5）25屆(２0０5～2００8)26屆（2０0８～20１1）阻力與流淌阻力阻力阻力阻力阻力一般委員會推動器推動推動推動推動推動操縱性操縱性操縱性操縱性操縱性操縱性耐波性載荷與響應載荷與響應耐波性耐波性耐波性海洋工程//海洋工程海洋工程海洋工程冰冰冰冰冰/專家委員會功率性能實船試驗和監(jiān)測阻力、自航與敞水試驗規(guī)程速度和功率試驗功率性能預報功率性能預報伴流場表面處理伴流場換算高速海船（ＨＳＭV)高速海船平安性高速海船模型試驗/／／高速艇噴水推動噴水推動格外規(guī)推動器噴水推動規(guī)程噴水推動規(guī)程驗證全回轉(zhuǎn)吊艙推動全回轉(zhuǎn)吊艙推動/空泡螺旋槳空泡計算方法空泡誘發(fā)脈動壓力水質(zhì)與空泡空泡誘發(fā)脈動壓力大功率高速船螺旋槳和附體空泡剝蝕空泡／穩(wěn)性船舶極限運動與傾覆波浪中的穩(wěn)性波浪中的穩(wěn)性波浪中的穩(wěn)性環(huán)境模擬波浪海洋環(huán)境問題評估//深水系泊穩(wěn)態(tài)浮體系統(tǒng)/渦激振動渦激振動EｓsoOsａka不確定度分析不確定度分析精細流場測量船舶水動力學中的CFD質(zhì)量掌握符號與術語質(zhì)量體系符號與術語質(zhì)量體系質(zhì)量體系質(zhì)量體系質(zhì)量體系小組３ＩTＴC水動力學討論任務與進展方向分析從ITTC的進展史可以看出，其技術任務一開頭僅局限于拖曳水池日常業(yè)務中水池主任們關心的重要技術問題的分析。隨著船舶與航運部門需求的不斷膨脹和船模試驗池功能的飛快擴充，格外是作為物理試驗補充和拓展的數(shù)值模擬手段的飛速進展，IＴＴC現(xiàn)在的技術任務無論是其范圍還是內(nèi)容都發(fā)生了深刻的變化。實際上，它幾乎已經(jīng)掩蓋了船舶與其它海事裝備水動力學討論領域的全部，只有水動力學基礎理論和數(shù)值流體力學基礎討論還需如ＯNＲ和船舶數(shù)值流體力學會議等補充。3.１一般委員會的技術任務和結論分析ITＴC每個TC一般委員會負責一個有普遍意義的學科領域。其基本任務是評述本學科進展現(xiàn)狀和水平,指出討論方向，進行有廣泛影響的長期討論；其目的是建立指南或規(guī)程，幫助成員組織保證其產(chǎn)品和服務的質(zhì)量，其討論重點是為實尺度性能預報供應先進、有效的物理及數(shù)值模擬方法和技術.簡略地講,各一般委員會的共性任務可歸納為：⑴調(diào)研和評述如下方面的討論需求和進展·模型試驗和外推方法;·數(shù)值模擬和有用計算方法；·基準檢驗數(shù)據(jù)和不確定度分析方法；·實尺度測量和相關分析方法；·新概念探究和設計優(yōu)化方法.⑵評述、修訂和開發(fā)本學科相關的ＩTＴＣ推舉規(guī)程,指明模型試驗、數(shù)值模擬和實尺度測量中對不確定度有顯著影響的參數(shù)。為便于分析，表３列出了第２１～２6屆ＩＴTＣ各一般委員會的技術任務要點，從橫向比較可以看出各學科領域討論內(nèi)容的演化和進展趨勢.應該指出,表列第26屆ITTCＴC的技術任務只是第25屆ＩTTＣAC的建議,由于它今年９月剛工作，所以以下分析不包括其討論結果。表3第2１~２6屆ＩTＴC各一般委員會技術任務要點演化一覽表屆序委員會21屆(1993~1996）２２屆（1996～1999）23屆（19９9～2002)24屆（200２～20０5）2５屆(２005~２008）26屆(２008~2０11）阻力委員會·CFD在舶設計中的需求分析和用戶指南框架.·評述網(wǎng)格、渦流模式、近壁模型適用性；標稱和實效伴流、外形因子計算能力?！ΜF(xiàn)代船型作基準檢驗試驗.·評述ＣＦＤ及其驗證方法、不確定度分析討論進展。·提出本學科典型試驗實施指南和不確定度分析方法.·評述CＦD中的湍流處理方法，各討論機構對實例的不確定度分析應用結果?！ぬ岢錾睢\水中縱傾與升沉、波形與波高、標稱伴流試驗規(guī)程、遠場波和沖刷模型試驗和外推方法?！ぴu述CFD進展:實船、自由面、湍流模擬、優(yōu)化設計、不確定度分析規(guī)程、基準檢驗比較試驗。·評述EFＤ進展:物理場光測、遠場波沖刷、湍流激勵。·評述自由面、碎波、方尾、縱向渦、轉(zhuǎn)捩、粗糙度和降阻討論進展?！ぴu述CFD進展:遠場波與沖刷、上層建筑氣流場、國際性基準檢驗比較試驗方法.·評述EFＤ進展：遠場波與沖刷、上層建筑氣流場試驗預報方法;本學科典型試驗及模型加工推舉規(guī)程。·評述CFD國際性基準檢驗系列比較試驗.·提出不同類型球首、高速船激流方法并納入規(guī)程?！び懻摳襟w阻力、吊艙阻力換算方法；基于新摩擦線理論的外推方法與外形因子。推進委員會·評述推動器面元法和ＲNＡＳ代碼的應用及LDV試驗驗證技術?！ぬ岢雎菪龢ち鞣椒ńㄗh?！ぴu述格外規(guī)推動器理論和試驗技術；高速船推動器?！ぴu述推動器設計分析方法討論進展，重點是尾渦模型以及回轉(zhuǎn)、加減速、倒車和波浪中螺旋槳性能的討論?！ぴu述空泡性能試驗中水質(zhì)、粗糙度和湍流的影響.·評述格外規(guī)推動器和組合式推動器數(shù)值模擬進展。·評述空泡圖形和形態(tài)描述規(guī)程；全回轉(zhuǎn)推動器性能預報規(guī)程?！ぴu述組合推動器非轉(zhuǎn)動部件尺度效應;槳－舵干擾、水彈性對性能的影響。·評述螺旋槳誘導實效伴流和空泡誘發(fā)脈動壓力數(shù)值方法討論進展?！ぴu述淺水中推動性能、二次推力器性能預報設計討論進展；超大型螺旋槳振動、空泡、軸承力等問題.·提出空泡試驗螺旋槳加工規(guī)程?！ぴu述本學科典型試驗和加工的推舉規(guī)程?！ぴu述淺水中推動、二次推力器以及梢部縱斜槳、跨空泡槳、復合材料槳等格外規(guī)推動器討論進展。·確認噴水推動基準檢驗試驗及數(shù)據(jù)分析方法。·評述空泡預報ＣFD方法。·評述包括全回轉(zhuǎn)推力器、柔性葉片推動器等新型推動器討論進展。·評述吊艙推動、冰海航行船螺旋槳性能討論進展，修訂或提出相應規(guī)程?！び懻摳倪MITＴC１97８方法的可能性。操縱性委員會·評述符合國際標準的操縱性理論預報方法及標準模型.·評述船舶操縱性、設計、航行平安性間的相互關系?！ぴu述操縱性試驗中的尺度效應討論進展。·促進高速船操縱性討論。·比較操縱力的模型試驗、半閱歷、計算預報方法，并與深水海試結果比較,格外是滿載狀態(tài)及后體外形和噴水推動的影響?！ぴu述淺水和限制水域操縱性預報方法討論進展，包括船尾下沉.·評述淺水、限制水域操縱性討論進展;高速船操縱性和掌握特性評估方法?！ぴu述拘束模試驗推舉規(guī)程；籌備開發(fā)自航模試驗規(guī)程，包括Z推和噴水推動；設計操縱性仿真模型驗證規(guī)程。·討論操縱性數(shù)值方法應用指南,探究限制水域、池壁影響、船／船相互作用的數(shù)值方法?！ぴu述高速船、格外規(guī)船操縱性討論需求以及新試驗技術與外推方法討論進展?！ば抻喚惺！⒆院侥Ｔ囼炓?guī)程?！ぴu述本學科典型試驗推舉規(guī)程及考慮GPS等新技術和海洋環(huán)境影響修正的操縱性海試規(guī)程.·評述高速船、吊艙推動船操縱性預報與衡準方法。·協(xié)辦操縱性仿真模型檢驗與驗證專題研討會，協(xié)助收集驗證數(shù)據(jù)?！せ趯ｎ}研討會成果，評述仿真工具包括ＲAＮS時域方法的優(yōu)缺點和模擬能力，開發(fā)檢驗和驗證指南及自航模試驗不確定度分析規(guī)程。·評述波浪中操縱性，堤岸、淤底、船－船相互作用對操縱性影響的討論進展.耐波性委員會·評述惡劣海況下船舶運動數(shù)值預報新方法,格外是非線性橫搖傾覆機理與分叉?！ぴu述高速船、多體船耐波性理論與試驗預報討論進展.·開發(fā)長峰不規(guī)章波生成與模擬試驗不確定度分析規(guī)程;消波岸反射特性評估規(guī)程?！ぴu述甲板淹濕、艏艉砰擊、上浪沖擊載荷討論進展；近海結構波浪載荷、低頻運動、勢力/粘性力相互作用、水彈性問題討論進展?！そL浪和涌浪的短峰波標準波譜表達式?！ぴu述耐波性和海洋工程典型試驗推舉規(guī)程，提出新規(guī)程討論需求?！ぴu述立管群、超大型浮動結構、高速船中的試驗和數(shù)值水彈性問題討論進展.·開發(fā)耐波性計算代碼的驗證規(guī)程。開發(fā)耐波性頻／時域計算代碼驗證規(guī)程;參數(shù)型橫搖幅值和風險率預報規(guī)程；波浪中附加阻力和功率增加預報規(guī)程；擊振、艏艉砰擊、甲板載荷等預報規(guī)程?！び懻撚杏媚筒ㄐ院鉁史椒ㄅc指標.·修訂耐波性頻／時域計算代碼驗證規(guī)程,制定斜浪中耐波性基準檢驗試驗要求.·修訂線性、弱非線性耐波性現(xiàn)象、稀有大事模型試驗規(guī)程;編制不規(guī)章波中附加阻力和功率增加預報規(guī)程.·組織非線性耐波性計算代碼檢驗和驗證專題研討會，提出基準檢驗方案，開發(fā)相應規(guī)程?！ば抻啿⑼晟撇ɡ酥泄β试黾宇A報規(guī)程；開發(fā)整體波浪載荷預報新規(guī)程。海洋工程委員會·評述系泊近海平臺在短峰波中的慢振蕩預報、風浪流外力特性討論進展。·開發(fā)系泊近海平臺慢振蕩時域計算規(guī)程、一階和二階波浪力及陣風載荷引起的極端響應組合、平均漂移力等預報技術.本屆ＩＴTＣ無海洋工程委員會（ＯEC)，另設深水系泊專家委員會，其任務為:·評述和推舉系泊系統(tǒng)在風浪流中的試驗和數(shù)值模擬技術和規(guī)程。本屆ＩＴTC無OＥC，另設穩(wěn)態(tài)浮體系統(tǒng)專家委員會,其任務為:·評述和推舉風浪流中穩(wěn)態(tài)浮體系統(tǒng)試驗和數(shù)值模擬技術和規(guī)程。·評述動力定位幫助深水系泊系統(tǒng)討論進展，提出模型試驗規(guī)程?！ぴu述深/淺水中風浪流模擬與生成、主動消波和水池寄生波抑制技術討論進展，推舉不規(guī)章波方向譜模擬規(guī)程?！ぴu述帶立管系泊浮體系統(tǒng)橫搖預報方法;頻域計算代碼驗證；百年惡劣海況中平臺非線性效應模擬不確定度評估等討論進展?！ば抻喕旌舷盗粝到y(tǒng)、油輪旋塔式系統(tǒng)模型試驗規(guī)程?！ぴu述水池風模擬與換算技術討論進展?！ぴu述本學科典型試驗推舉規(guī)程;多縮尺比模型試驗方法?！ら_發(fā)近海結構波浪載荷與響應預報的頻/時域代碼驗證新規(guī)程；草擬波浪載荷計算的非定常RAＮS代碼基準檢驗討論方案。另外，渦激振動專家委員會的任務歸入此處為：·評述VＩV和VIM試驗和數(shù)值模擬討論進展,指明討論重點、應用方向和范圍?！び懻摴潭ù怪眻A柱和振蕩圓柱的波浪爬高和渦片,與基準檢驗數(shù)據(jù)比較?！ぬ岢鲥^鏈引起的水動力阻尼基準檢驗試驗討論方案;海上可再生能量裝置水動力試驗指南；動力定位系統(tǒng)試驗新規(guī)程。另外,渦激振動討論任務為:·評述超大水深各種流速剖面中ＶＩV和VIＭ預報方法討論進展.·組織VＩＶ基準檢驗試驗，開發(fā)VＩV和VIM試驗規(guī)程。３.１．１阻力與流淌討論領域近十五年來，該領域的討論內(nèi)容按科學討論一般規(guī)律可分三個階段:阻力與流淌現(xiàn)象及響應的建模討論，包括湍流、自由面及干擾模型；現(xiàn)象和響應的猜測，包括ＣFD、EFD及外推方法；現(xiàn)象和響應的掌握(或設計）技術，包括新概念船型討論和優(yōu)化設計技術。從進展歷程看，第２3屆IＴTC開頭新增遠場波和沖刷現(xiàn)象討論,第2５屆ＩＴTC首次涉及氣流場問題，而預報方法和設計技術討論則貫穿始終?？傮w上講，上述三大方面的進展概況如下：阻力建模問題討論尚缺少突破性進展。盡管對現(xiàn)象機理的熟識和了解跟著討論手段的進步而不斷深化，但還不足以形成新模型并建立相應的CＦD代碼。目前的難點集中在轉(zhuǎn)捩、湍流、分離流、縱向渦、粗糙度及船/槳干擾；碎波、遠場波等自由面現(xiàn)象、方艉的粘性/自由面干擾；泡流和減阻問題建模等方面.預報方法討論進展相對快些。在數(shù)值預報方面ＣFD方法已成為主流討論方向.目前，對其必將成為有效設計工具的熟識已經(jīng)統(tǒng)一,經(jīng)過對湍流模式、網(wǎng)格生成、近壁模型等CFD關鍵問題的不斷評估和改進，ＣFD代碼分析簡潔流淌的能力已大幅提高,如簡潔幾何外形的速度場、尾流和波形等，其進一步進展趨勢是簡潔自由面現(xiàn)象和非定常流淌的模擬和分析。另一方面，CFＤ方法要真正成為成熟的設計工具，那末不確定度分析是必須突破的關鍵技術。這個問題涉及物理模型的逼真度、淺顯的數(shù)學理論以及如何選擇基準檢驗試驗驗證方案等簡潔問題。盡管為此已組織過二次國際專題研討會，但對方法問題仍未取得全都意見。因此，這是ＣFD討論領域中極具挑戰(zhàn)性的前沿課題。應該指出，CFＤ進展至今，雖然RＡＮS、LES和ＤES等粘流方法在流場預報方面開頭起主導作用,但無粘流方法仍是設計中最常用的工具。模型試驗預報方法從IＴＴC成立開頭就是其主要討論方向。目前，LDV、PIV等光測技術已廣泛應用湍流和尾流場討論，MＥMS技術被用于表面摩擦應力的測量,磁共振、雷達和GPS等新技術在波浪和運動測量中也開頭獲得應用，但飛濺、碎波等測量仍然困難，實尺度測量仍很少；試驗不確定度分析是近二十年來引入ITTＣ的一個新概念，它不僅促使大量原有的試驗推舉規(guī)程需要修訂或新編，而且也為CFＤ的驗證供應了新的理論基礎和方法。目前,模型試驗必須進行不確定度評估的觀點已被廣泛接受，分析對象也已拓展到波形與波高、升沉與縱傾、ＬＤV與PIＶ流場測量，以及諸如外形因子和實船阻力等導出量的不確定度分析。然而，不確定度分析的實踐還不普及；基準檢驗數(shù)據(jù)也不充足，格外是缺乏實船試驗和物理場的測量數(shù)據(jù)；換算與外推是試驗預報的最終目的，經(jīng)典的ＩＴＴC1978年方法盡管還存在很多局限性,如不完全適用于格外規(guī)推動器和高速船,但它仍是目前常用的標準方法。然而,近十余年來CＦD的飛快進展對這種標準方法提出了挑戰(zhàn)，首先是對ＩTTC1９57年確定的摩擦線提出了新的理論公式，如Ｇrigsoｎ公式和Kaｔｓｕi公式,隨之而來的是對外形因子和功率性能預報的CFＤ方法探究。可以信任,這些討論有助于理解外形因子與雷諾數(shù)的關系問題，從而可獲得更精準的實船阻力預報值和ＣFＤ驗證基準數(shù)據(jù)。但是,附體阻力、吊艙阻力和組合推動器中非轉(zhuǎn)動部件的阻力以及遠場波和沖刷的換算和外推方法仍是需要進一步討論的重點.新概念船型的討論動力主要來自于速度和平安性的需求,從目前典型的新船型如復合型高速船、多體船等來看,其概念的形成尚不能認為是水動力學原理創(chuàng)新的結果。水動力學在這些船型研發(fā)中的作用主要體現(xiàn)在性能的預報和優(yōu)化設計上。目前的船舶設計尚未完全擺脫閱歷模式，與其它工程領域相比，船舶工程領域中CＦD工具和多學科優(yōu)化設計方法的系統(tǒng)應用是遠遠不夠的。可以說，船型數(shù)值優(yōu)化今日還處于進展的幼年期，將CFD代碼系統(tǒng)地融入設計優(yōu)化過程，并使之能達到啟發(fā)設計師創(chuàng)新思想的目的，這是該領域需要進一步討論的重點。3.1。2推動討論領域該領域的討論內(nèi)容大體上由三大部分構成：模型試驗討論,包括測量技術、驗證技術和外推方法；數(shù)值模擬討論，包括理論、數(shù)值方法與設計應用；格外規(guī)推動器研發(fā)，包括導管槳、對轉(zhuǎn)槳、大側斜槳、轂帽鰭槳、前或后定子槳、部分導管槳、端板槳、槽道槳、超或跨空泡槳、割劃槳、復合材料槳、梢部縱斜槳、組合推動器（如泵噴、輪緣驅(qū)動推動器）、全回轉(zhuǎn)吊艙推動器及混合式推動器(如常規(guī)槳＋吊艙對轉(zhuǎn)槳)等等。近十五年來，上述三方面的討論概況如下：模型試驗方面，討論重點主要是螺旋槳空泡及其誘導脈動壓力；格外規(guī)推動器推動性能的試驗技術和外推方法;以及CFD驗證所需的流淌細節(jié)測量技術.目前,螺旋槳空泡與脈動壓力試驗技術進展不大，盡管已明確水質(zhì)、湍流和葉片粗糙度對空化有較大影響，并因此制定了相關的測量規(guī)程和加工要求,也明確了脈動壓力試驗必須同時伴隨空泡觀測，但是空泡現(xiàn)象和效應的量化測試和結果表達仍不抱負.或許，ＣFD的應用有望解決這個問題.割槳槳、噴水推動和吊艙推動裝置可視作另類格外規(guī)推動器，針對它們的專門討論甚多，目前,其模型試驗規(guī)程基本形成,但尺度效應和外推方法尚未很好解決；推動領域ＣFD的試驗驗證已從早期的宏觀力和力矩驗證轉(zhuǎn)向了流淌細節(jié)和葉片壓力分布的驗證，因此，ＬDV和PＩＶ的應用十分廣泛，并獲得了有價值的基準檢驗數(shù)據(jù),如導管槳梢隙流淌、緊急倒車工況下放開槳和導管槳強非定常流淌、船后螺旋槳尾流、實槳和模型槳表面壓力分布等.而力的驗證重點則也由設計工況轉(zhuǎn)向非設計工況、操縱工況和干擾力的驗證。數(shù)值模擬方面,勢流方法仍是目前推動器設計分析中最常用的方法。其中，升力面理論已廣泛應用于螺旋槳性能設計和優(yōu)化以及片空泡的預報，與歐拉方法組合還能應用于導管槳和噴水推動系統(tǒng)的設計,但其在導邊和葉梢區(qū)壓力預報的固有不精確性限制了它在空泡分析中的進一步應用。面元法也已廣泛應用于螺旋槳性能的預報分析，包括操縱工況下的非定常性能和片空泡，目前，它已能精確預報螺旋槳的敞水性能和設計點四周的葉片壓力分布，進一步進展的重點應該是梢渦模擬、非定常特性預報,并向?qū)Ч軜?、組合推動器、吊艙推動裝置以及船-槳-舵干擾和尺度效應討論拓廣.應該指出，緊急倒車工況下推動器的性能預報最具挑戰(zhàn)性,RＡＮS方法不能模擬此時消滅的強非定常瞬態(tài)分離流，新近進展的ＬＥS方法已能實現(xiàn)對緊急倒車敞水螺旋槳的模擬，目前正在向船后槳模擬進展。此外，在空泡計算方面，帶單相和多相模型的ＣＦＤ方法以及氣泡動力學與粘流理論組合的空泡起始預報方法頗具進展?jié)摿?，而空泡誘導脈動壓力的預報仍無合適的數(shù)值方法，一種基于無粘可壓縮波動方程的預報方法正處于進展起步階段,或許有助于問題的解決。格外規(guī)推動器的進展相對于新船型來講要快得多，近期討論的熱點有:全回轉(zhuǎn)吊艙推動裝置及其混合推動方式，重點是吊艙室阻力的外推及操縱工況和非設計工況下整個系統(tǒng)響應的非定常特性預報；螺旋槳自適應復合材料槳，其討論重點是流體/結構相互作用預報的水彈性方法及其水動力性能預報設計技術;超大型集裝箱船螺旋槳，重點是定常與非定常軸承力的預報和空蝕抑制方法；輪緣驅(qū)動推動器及推動方式，這種新概念推動器將對水動力學和設計技術的進步產(chǎn)生明顯的推動使用;幫助或二次推力器，其討論重點是推力器/推力器、推力器/船體和推力器／環(huán)境的相互干擾問題。3．1。3操縱性討論領域該領域的討論內(nèi)容基本上可歸結為三大方面：操縱性基本模擬系統(tǒng)討論，包括常規(guī)船深水標準機動運動模擬的模型試驗與外推技術及ＣFＤ數(shù)值模擬方法討論;格外規(guī)模擬技術討論,包括格外規(guī)船和高速船、淺水和限制水域以及船/船相互作用、波浪中的機動性和航向穩(wěn)定性等;操縱性衡準和平安性討論,主要討論ＩMＯ相關準則并提出改進。近十五年來，這三方面的討論情況概括如下:操縱性基本模擬系統(tǒng)中模型試驗與外推方法討論方面，廣泛應用于早期設計階段的回歸模型及至第２3屆ＩTTC已能計及后體外形變化的影響.簡略設計階段應用的拘束模、自航模試驗及伴隨的系統(tǒng)辨識技術,目前對于常規(guī)船深水中標準機動運動的預報方法已形成體系，但沒有統(tǒng)一的預報模型.各種方法都有自身的優(yōu)缺點，如何在設計中選擇應用要結合專家閱歷，SIMMAＮ2008專題會將對這些方法的功能及驗證情況作出初步評估。該模擬系統(tǒng)的弱點是船／槳／舵相互干擾討論還需借助于CFD理解其物理本質(zhì)；試驗不確定度源多，以至于還不能像阻力試驗那樣形成簡略的不確定度分析規(guī)程;早期的基準檢驗數(shù)據(jù)(Osaｋa模型)經(jīng)大量討論表明是不合適的，而新的檢驗方案近幾年剛確定用ＫVＬＣＣ（兩種不同尾型）、KＣS和DTＭB5４１5船型，還需做大量試驗工作；尺度效應要不要考慮始終存在疑問，盡管已經(jīng)證實肥大船自航模試驗尺度效應明顯,船體阻力和橫向力、槳和舵上的實效伴流、偏航運動等也均有尺度效應問題，但換算中還缺少有效的處理方法.基本模擬系統(tǒng)中的ＣＦD模擬技術是一個新成員，目前阻力預報中的CFD應用已十分普遍，而操縱性的CFD討論尚處于探究階段，然而，從第24屆ITTC開頭進展飛快。目前，CFＤ在操縱性預報中的最重要的作用應該是幫助理解簡潔現(xiàn)象如船/槳／舵和船/船相互干擾、淺水和波浪影響以及尺度效應等問題的物理本質(zhì)，以改善精度或削減試驗工作量。直接運用ＣＦD預報操縱力和運動的討論還在進展之中，其中勢流方法主要討論限制水域和瞬態(tài)操縱性能的預報技術,而RＡNS方法則瞄準各種定常和非定常操縱性能的虛擬試驗,且已能模擬一般的拘束模試驗，并向大偏航角、大橫搖角和自航運動模擬進展。ＣＦＤ模擬目前的困難是缺乏有效的驗證數(shù)據(jù),格外是局部流場和實船數(shù)據(jù)，最近進展的SPＩV技術和能精確測量位置的DGＰS技術有助于這些問題的解決。格外規(guī)模擬方法討論方面,淺水和限制水域，包括船尾下沉、船/船相互作用的討論是近兩屆ITTC期間進展的熱點，有模型試驗的也有CFD模擬的討論，但缺乏基準檢驗數(shù)據(jù),且各種方法的結果不全都，故未形成有普遍意義的模擬模型和方法.盡管如此，這方面的討論正向淤泥影響和波浪中船/船相互影響的方向拓展;波浪中操縱性的討論是一個新的熱點課題,且涉及操縱性與耐波性理論的交叉融合,目前，六自由度耦合模型的討論并無太大進展，模型試驗仍采納常規(guī)方法，而CFD還剛起步討論;高速船、多體船和吊艙推動船的操縱性討論是另一個熱點,其討論重點是橫搖運動和航向不穩(wěn)定性的預報，但基準檢驗數(shù)據(jù)匱乏。標準與平安性討論方面，ITTＣ親密跟蹤IMO的工作,一方面是證實ＩＭO標準和準則的有效性，另一方面也樂觀指出其局限性,提出改進意見，并主動參加制修訂工作，如已提議高速船標準要修訂、海洋環(huán)境條件修正應考慮、操縱性預報方法的精度要提高、超越角等衡準指標要改進、常規(guī)船最小平安性衡準雖可接受但盼望拓展到低速操縱和限制水域情況等。3．１。4耐波性討論領域從第21屆到26屆IＴＴＣ耐波性委員會的技術任務來看，除去第22和23兩屆所包含的海洋工程相關任務之外,該領域的主要討論內(nèi)容涉及三大方面:海洋波浪環(huán)境的描述和模擬；常規(guī)船波浪載荷與運動響應的預報；高速船和多體船耐波性。其中，其次方面是重點，且討論內(nèi)容又可歸納為：一般波浪條件下的水動力載荷與大振幅運動預報，或線性和弱非線性問題討論；極端波浪條件下的載荷與響應預報，或強非線性稀有大事討論.從任務演化過程看，波浪中的附加阻力或功率增加、稀有大事和晃蕩現(xiàn)象討論是近幾年來突出的討論重點。波浪環(huán)境作為耐波性討論的輸入,其生成質(zhì)量和模擬逼真度格外受到重視，目前的討論重點主要是短峰波和多向波的表達、模擬、生成、測量和不確定度分析，以及保證試驗波浪品質(zhì)的消波技術。波浪測量新技術,如雷達、激光和紅外照相跟蹤系統(tǒng)等正在成熟化并有望成為日常使用工具。波浪討論也是海洋工程領域的重要需求，為此第２２～２４屆ITTC專門設立海洋環(huán)境問題相關的專家委員會進行專題討論，而從第２4屆起則被納入了海洋工程委員會的任務之中。因此,本文也將在后面的海洋環(huán)境模擬專題討論方向中對此作進一步介紹。在高速船和多體船的耐波性討論中,沖擊載荷與運動響應是格外關注的問題.目前，試驗方法仍是解決問題的主要手段,而且高速船的模型和實船試驗,包括大振幅波浪中的多體船試驗和滑行雙體船的系列試驗數(shù)據(jù)已可用來評估耐波性非線性代碼的適用性。數(shù)據(jù)預報手段主要是3D格林函數(shù)方法、3DＲaｎkｉn源方法和2。5D理論，對于滑行艇也進展了3D有限元法,全部的這些方法都存在一個共同的問題，那就是缺乏合適的斜浪中的基準檢驗數(shù)據(jù)加以驗證。波浪中船舶水動力載荷與運動響應討論方面，近十五年來的工作主要集中在數(shù)值預報方法及其相應的驗證試驗討論上。就試驗技術本身來看，似乎并無太大實質(zhì)性進展,或許氣泡成像測速(BIV)是一項新的水池試驗技術、大尺度模型在自然環(huán)境中的試驗是一種新的討論趨勢。在驗證技術方面,由于耐波性試驗太多的不確定度來源，故目前尚未形成規(guī)范化的不確定度分析規(guī)程,甚至還缺少如何確定重要不確定度來源的方法指南.而基準檢驗試驗也只是停留在局部性項目上,如簡潔幾何外形的撞水、附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)的試驗以及驗證頻域計算代碼的Wigｌｅy船型和S—17５模型試驗等,尚缺少針對現(xiàn)代船型的系統(tǒng)完整的耐波性基準檢驗試驗，格外是時域代碼的牢靠驗證數(shù)據(jù)。耐波性數(shù)值計算方面正在實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)向:從頻域轉(zhuǎn)向時域、從勢流轉(zhuǎn)向粘性、從線性轉(zhuǎn)向非線性?？傮w上講,線性的頻域和時域分析勢流方法已經(jīng)成熟,且廣泛應用于船舶設計。通過采納脈沖響應函數(shù)近似與切片法或３D面元法、非線性時域切片法及Rａnkin面元法組合，也可以成功預報入射波和物體非線性起主要作用的弱非線性問題，其中的Rａnｋin面元法有可能成為將來十年內(nèi)解決工程問題的最流行的方法。而粘流N—S方程解則主要用來處理強非線性船舶運動問題。至于時域分析方法,目前正向簡潔問題分析拓展,如多體船、稀有大事、乃至與水彈性方法結合來分析船體主梁的水彈性問題。耐波性數(shù)值計算的難點目前主要集中在強非線性現(xiàn)象和響應的預報上，格外是艏艉砰擊、甲板淹濕和上浪載荷、擊振、參數(shù)型橫搖、晃蕩等稀有大事。由于這些非線性現(xiàn)象模擬的數(shù)學理論與模型尚不夠嚴密，故其響應預報方法也不健全.不過，近兩屆ITTC期間這方面的進展還比較快。砰擊計算的二元方法已經(jīng)建立并正在向三元方向進展;甲板上浪問題計算的ＢEM、ＮS/VOF及SPＨ方法已獲得部分成功，與試驗結合起來有望取得突破性進展;擊振計算采納耐波性/水彈性耦合的方法已能用來評估船舶總振動和局部響應特性;參數(shù)型橫搖的評估模型也已基本建立,用非線性時域計算代碼可以進行演示；晃蕩問題也有一些計算方法，如CIP、SPH、MPS、混合VOＦ以及N-S方程的有限差分法，目前，壓力分布和自由面外形的預報已有滿意的精度,現(xiàn)正向三維問題處理方向進展。可以看到，強非線性現(xiàn)象的討論手段現(xiàn)在主要還是勢流方法，CFＤ方法盡管以能處理此類簡潔問題為其特長,但現(xiàn)在只能說僅處于探究階段，由于現(xiàn)有CＦD方法應用有限，且大多以模擬強非線波浪和船舶運動為目的,其成功的關鍵還取決于船舶運動記憶效應或由于輻射和繞射引起的波浪傳播預報精度的大幅提高。總之，CFD方法還要與勢流解及試驗結果作大量的比較，而且還要大幅度削減計算機時才能成為有用工具。此外，關于波浪中的附加阻力和功率增加的數(shù)值計算方法還有待進展，目前的估算基于模型試驗，QＮM（扭矩轉(zhuǎn)速法)、TNM（推力轉(zhuǎn)速法)和RＴIM（阻力推力等同法)可作為規(guī)程使用方法，其中計及全部附加阻力重量的RTIM最有用,但全部方法對壓載狀態(tài)的預報精度均需提高。3.１.５海洋工程討論領域ITTC海洋工程委員會始建于第16屆ITTC,其后的十余年間由于其討論內(nèi)容與耐波性委員會有很多共同之處，故第２２～23屆ITＴＣ將它們合并為載荷與響應委員會。隨著世界能源需求的飛快增長，各種類型的海洋工程平臺層出不窮,其特殊水動力學問題也越來越多，故從第2４屆ＩTＴC開頭又恢復了海洋工程委員會，并被列為永久性的一般委員會?？v觀近十五年來該領域的進展,其討論內(nèi)容主要包括三大方面:海洋風浪流環(huán)境建模和模擬；海洋工程平臺的載荷與響應討論,格外是與船舶差異甚大的超大型浮動平臺及各類油、氣和其它能源生產(chǎn)平臺（包括錨鏈、立管和浮筒等系留系統(tǒng))的性能預報；動力定位系統(tǒng)模擬。風浪流環(huán)境是海洋工程載荷與響應討論的輸入條件，與耐波性討論需求相比，它更加關注風和流的模擬以及百年極限隨機波浪的非線性特征。對于后者，第24屆IＴTＣ已完成了一個新的基準檢驗試驗討論，發(fā)現(xiàn)最大最陡波峰高度普遍大于傳統(tǒng)的Raｙlｅigｈ模型預報值，但接近于基于二階修正的預報值，而峰-峰值則與Rａyｌeigｈ模型較為吻合.關于前者,本文將在后面的海洋環(huán)境模擬討論方向中一并介紹.動力定位問題第23屆ITＴC開頭正式列為穩(wěn)態(tài)浮體系統(tǒng)專家委員會的任務，此后又列入海洋工程委員會的技術任務。盡管動力定位系統(tǒng)的應用日益廣泛，但其模擬討論的進展并不大.目前，時域計算方法已建立，但大多限于低頻運動，且其數(shù)學模型只考慮三個運動方程(縱蕩、橫蕩和艏搖).物理模型試驗方法也已建立，并能實現(xiàn)風浪流環(huán)境的初步掌握，已提出組合風浪流載荷、推力器相互影響和時間響應的完整物理模型，以及閉環(huán)自動掌握方法，但試驗代價太大而又十分耗時。動力定位系統(tǒng)水動力性能討論的重點將是陣風影響和推力器/船體/流/波浪的相互影響。載荷與響應的預報是海洋工程領域的主要討論內(nèi)容,其數(shù)值預報方面的主要工作是驗證耐波性頻域/時域分析代碼對海洋工程平臺的適用性、修訂和開發(fā)新規(guī)程。與船舶耐波性計算比較，海洋工程性能計算的大多問題與之相同,但也存在很多特殊問題,主要是計算對象的幾何外形簡潔，要處理的是一個包括平臺與錨鏈、立管、浮筒等系留系統(tǒng)組合而成的耦合系統(tǒng)，甚至包括多體，相互干擾作用十分簡潔，此外還有錨邊、立管的渦激運動(ＶIＭ)和渦激振動（VＩV)以及超大型浮動平臺的水彈性影響等特殊問題.數(shù)值模擬討論的總趨勢大體上可用三個代替來描述,即動態(tài)模擬代替準靜態(tài)模擬、非線性時域分析代替線性頻域分析、全系統(tǒng)耦合模型代替局部分離模型。與船舶耐波性計算一樣,目前,勢流方法仍是解決工程問題時廣泛應用的手段。CＦＤ的應用還處于探究階段，格外是由于VIV和VＩM的物理機制簡潔,其CFD模擬的不確定度還比較大，故現(xiàn)仍只能依靠半閱歷方法預報，且尚需解決合適的基準檢驗試驗方案、高階模態(tài)響應和簡潔流淌剖面中的預報等問題.總之，實際海洋環(huán)境中海洋工程水動力載荷與響應的精確模擬和預報至今還是個挑戰(zhàn)性問題。海洋工程模型試驗預報方面,真實海洋風浪流環(huán)境的水池模擬是個難點，格外是風和流的模擬和換算方法討論至今仍無太大進展。大縮尺比或同一模型包含不同縮比組件的試驗和換算方法是另一個必須解決的問題,各式各樣的系留裝置水動力載荷與響應的測量技術以及海洋風浪、洋流和潮汐等可再生能量生產(chǎn)系統(tǒng)的模型試驗技術也是極具挑戰(zhàn)性的問題。目前，整體模型１：1７0的縮尺比可能是不能再小的上限，對于超大潛深的情況,混合模型或與數(shù)值模擬聯(lián)合使用的截斷模型試驗是目前解決問題的近似途徑之一.此外，ＶＩV試驗也正在向大尺度模型方向進展,并籌備組織有效的基準檢驗試驗和試驗規(guī)程開發(fā).3。2專家委員會的技術任務和結論分析ITＴC的專家委員會通常是依據(jù)各技術委員會工作中發(fā)現(xiàn)的新需求,格外是一般委員會提出需要深化討論的重點而準時組建的,主要負責一個專門的技術問題討論，其任務與一般委員會類同，但討論范圍集中于某個專題方向.依據(jù)歷屆ITTC專家委員的任務演化(見表1）,本文將其歸納成八個專題討論方向,其任務要點列于表4之中，由橫向比較可以看出各專題方向討論內(nèi)容的演化和進展趨勢。表4第２1~2６屆ITTC各專題方向討論任務要點演化一覽表屆序方向２1屆（1993～１99６）22屆（19９６~１999)23屆（1999~２0０2)２４屆(2002~２00５）2５屆(２00５～２０0８）2６屆(2０08~２０１１）功率性能·討論外形因子與Rｎ的相關關系;有分離傾向船型自航點的獵取方法；功率預報典型試驗的不確定度分析方法?！ね晟啤㈤_發(fā)對轉(zhuǎn)槳、定子槳、噴水推動船的功率性能預報方法.·編制計及風浪流和淺水影響的實船試驗標準方法。·評述船上性能監(jiān)測系統(tǒng)、GPＳ系統(tǒng)應用進展?！ば抻唽嵈囼灐⑿阅荛L期監(jiān)測和分析相關規(guī)程.·評述和修訂速度-功率海試指南。·修訂船模加工、阻力、敞水、自航及滑行、半滑行單體和多體高速船阻力試驗規(guī)程。·評述新的功率預報外推技術,包括使用RANS代碼的數(shù)值方法。用不同外推方法分析試驗結果,用實船試驗數(shù)據(jù)驗證外推方法?！び懻摶谀Ｐ妥院胶统ㄋ囼灢淮_定度分析進行功率預報不確定度分析的方法。·修訂速度-功率海試規(guī)程。·應用１20多艘實船數(shù)據(jù),評估和修訂速度-功率預報試驗規(guī)程。·評述和推舉高速船(含多體船)阻力和推動性能預報規(guī)程。·評述波浪中的功率裕度預報規(guī)程。·評述伴流場模型試驗和實船預報討論進展,開發(fā)模型實船伴流測量規(guī)程。·評述涂層、粗糙度等表面處理技術討論進展及其對性能預報和外推方法的影響?！ぴu述伴流現(xiàn)象物理本質(zhì)、換算方法和實尺度測量討論進展，探討實尺伴流模擬試驗和CＦD模擬的可能性及解決方法。非常規(guī)推進·評述端板槳、導管槳、環(huán)形槳等格外規(guī)推動器的理論和試驗預報技術進展.·提出噴水推動系統(tǒng)的功率預報方法,推舉預報規(guī)程?！ら_發(fā)導管槳、部分導管槳、前或后定子槳、端板槳、Z型或吊艙推動器的推動試驗指南和外推方法?！び懻搰娝苿幽Ｐ妥院皆囼灱夹g,促進拖曳水池與噴水推動制造商合作.·評述噴水推動系列標準化試驗，比較各水池間的差異，作不確定度分析.·基于噴水泵回路試驗、噴水推動系統(tǒng)水筒試驗和水池自航試驗,討論和驗證現(xiàn)有功率性能估算方法。·確認噴水推動系列標準化試驗，開發(fā)有關規(guī)程，進行性能預報不確定度分析。·評述和修訂吊艙推動試驗和外推規(guī)程,推舉吊艙空泡試驗規(guī)程和外推方法指南；評述非設計工況對載荷與穩(wěn)定性的影響?！ぴu述吊艙推動應用于高速船、冰級船和大功率船中的特殊水動力學問題;操縱性預報與衡準；大攻角及操盡情況下的空泡問題。·修訂吊艙推動試驗規(guī)程，推舉空泡試驗規(guī)程和外推方法指南?？张菖c脈動壓力·評述云空泡討論、渦空泡機理和尺度效應、核對尺度效應的影響及核測量技術、空泡圖形、強度和穩(wěn)定性預報方法等討論進展?！び懻摬煌囼炑b置中船體脈動壓力測量離散度偏大的緣由，策劃比較試驗方案。·評述空泡起始和圖形的計算討論進展，推舉方法選擇指南.·評述螺旋槳誘導船體壓力脈動的基本原理、影響因素、計算方法及抑制措施，開發(fā)實尺度測量和模型試驗規(guī)程?！び懻摲窃O計工況下空泡間斷性和不穩(wěn)定性的流淌機理及影響因素.·評述水質(zhì)對空泡起始的影響和修正方法討論進展,推舉尺度效應最小化水質(zhì)要求。·開發(fā)和驗證船體非定常壓力預報的試驗和數(shù)值計算規(guī)程。·評述防止空蝕的有用方法討論進展,提出最小空蝕設計指南?！ら_發(fā)大功率高速船螺旋槳、舵和附體空蝕預報方法、換算模型及試驗規(guī)程?！ぴu述空泡計算、試驗方法新進展；多相流模擬方法及其在空泡起始、剝蝕和脈動壓力預報中的應用能力。·評述噴水推動泵和入口空泡特性模擬、格外規(guī)舵、高負荷槳后舵的空蝕預報方法討論進展,開發(fā)相應規(guī)程。波浪中的穩(wěn)性·調(diào)研完整船和破損船傾覆模型試驗現(xiàn)狀及傾覆預報數(shù)值模擬討論進展?！ぬ岢鐾暾推茡p船穩(wěn)性試驗指南。針對A、B兩船的基準檢驗試驗，進行波浪中完整船和破損船穩(wěn)性預報數(shù)學模型的比較討論?！ぴu述完整和破損船穩(wěn)性試驗規(guī)程及數(shù)值和試驗技術的實施和應用情況,格外是高速船、近海結構排出系統(tǒng)、尾斜浪中有橫甩傾向船舶的極限運動和航向保持性?！ぴu述破損客船傾覆或沉沒時間長度、進水與船舶水動力的耦合、簡潔空間開口進水流淌系數(shù)影響等討論進展.·開發(fā)橫甩、甲板俯沖、參數(shù)型橫搖等猛烈運動中穩(wěn)性預報的試驗規(guī)程?！ぴu述客船生存時間估算、完整船穩(wěn)性重要衡準與評估方法、參數(shù)型橫搖預報代碼驗證試驗進展.·開發(fā)完整船和破損船橫搖阻尼力矩及含RＯＲO船的船舶傾覆數(shù)值預報規(guī)程.海洋環(huán)境模擬·調(diào)研國際水力討論協(xié)會（ＩAHR）等關于環(huán)境模擬技術的現(xiàn)況,格外是海洋風浪流生成技術。·評述真實波浪時歷數(shù)值與物理模擬技術、模擬與目標狀態(tài)差異造成的不確定性評估討論進展?！ふ{(diào)研淺水和有限水深模擬中,ＩTTC方法與海岸工程有用方法之間的相容性.·評述深、淺水中譜形、多向譜、波群、極值、波流相互作用等波浪生成品質(zhì)相關規(guī)程以及各種波譜.·評述油污、化學物質(zhì)、海上碎片、海床雜物等引起的污染問題及污染物分布預報的試驗和數(shù)值模擬、探測和測量技術現(xiàn)狀。·討論和評估污染物回收裝置水動力性能試驗規(guī)程。冰海航行性能·分析各冰水池關于圓柱比較試驗的系統(tǒng)偏差；進行螺旋槳性能比較試驗?！ぴu述不同冰池現(xiàn)用試驗規(guī)程及分析和數(shù)值模擬技術討論進展?！ね婆e冰中模型和實尺度試驗標準方法?！び懻撃Ｐ捅匦詼y量技術、近海結構和系泊船只冰中試驗方法、螺旋槳與冰相互作用模擬技術?！ら_發(fā)冰中模型和實船試驗規(guī)程，提出對冰厚度和強度的船體摩擦及阻力修正方法。·深化了解近海結構冰中模型試驗共性問題?！び懻撃Ｐ捅蓧簭姸群推屏秧g性的試驗方法，推舉相關規(guī)程?！ぴu述海洋冰況遙感和衛(wèi)星探測技術新進展；冰工程中的數(shù)值方法與代碼討論進展。·推舉冰中近海結構性能試驗指南;開發(fā)冰池船模阻力試驗不確定度分析規(guī)程.·開展冰中螺旋槳敞水性能機理性試驗討論.·評述冰中近海結構載荷與響應預報討論進展，提出相關指南?！せ诒?槳相互作用試驗討論,開發(fā)冰中吊艙推動器試驗規(guī)程;裝有碎冰吊艙槳船的冰池試驗規(guī)程。高速船·討論水翼艇、氣墊船、地效船、單體和多體復合型船的操作平安性和動力穩(wěn)定性?！ら_發(fā)自航模、部分自由模型、斜拖、耐波性、海豚運動、強迫橫搖及氣動力等試驗規(guī)程。·討論高速船動力不穩(wěn)定現(xiàn)象，提出解決橫滾、縱傾和偏航等特別問題的方法.·評述多體船、帶運動主動掌握系統(tǒng)的高速船耐波性試驗技術進展情況，推舉相關指南。·統(tǒng)計高速船事故和大事明細表，開發(fā)實船平安性試驗規(guī)程?！ぴu述高速船格外是多體船的功率性能、操縱性、耐波性、遠場波與沖刷、空氣阻力、穩(wěn)定性等數(shù)值與試驗技術討論進展?！ば抻啲F(xiàn)行高速船模型試驗和功率預報規(guī)程.共性基礎技術·評述修訂不確定度分析（UA）規(guī)程：EＦD中的不確定度分析-不確定度評估方法、拖曳水池阻力試驗指南;推動性能不確定度分析、自航試驗實例;推動器不確定度分析,敞水試驗實例?！ら_發(fā)新的不確定度分析規(guī)程：拘束模試驗、自航模試驗、LDV和PIV流淌測量、實尺度試驗規(guī)程?！っ芏?、粘性、蒸汽壓基本公式不確定度表達；CＦD的UＡ規(guī)程改進;ITＴC1９78功率預報方法的UA規(guī)程編制?！ぴu述流場測量技術討論進展，重點為分離流、尾流和渦量場的PＩV、SＰＩV、ＰＩＶ、LＤＶ和全息攝影技術的應用?！ぴu述CFＤ技術討論進展,重點為ＩTＴC各學科及其交叉領域中的定常、非定常和實尺流淌預報.·評述自由面、非定常流、粗糙度和湍流結構精細CFＤ模擬的需求,指出需要哪些基準檢驗數(shù)據(jù)。3.２．1功率性能專題討論方向該專題方向的提出主要是阻力和推動討論領域的共同要求。功率性能俗稱快速性，自第11屆ＩTTC首次設立功率性能委員會以來,該方向的討論從未間斷過，由于快速性始終是衡量船舶設計及其技術和經(jīng)濟指標先進性的重要標志。從表４所列的任務演化情況看,該方向的討論主線始終是“速度—功率”預報和實船海試規(guī)程，但目前呈現(xiàn)這樣的進展趨勢：討論對象從單槳排水型船擴展到格外規(guī)推動船、高速船和多體船；試驗與分析方法中加入了DGＰS測量和MｏmｔoＣaｒlo等不確定度分析技術;預報方法中ＣFＤ技術的應用力度不斷加大；討論的重心則由水力光滑船體靜水阻力換算轉(zhuǎn)向伴流換算、不同涂層和粗糙表面船體的阻力換算以及波浪中功率裕度的預報。快速性模型試驗預報雖然是個經(jīng)典問題,但至今仍有很多問題需要討論。從預報方法上看，近年來有人提出僅用自航試驗結果來實現(xiàn)速度-功率性能的預報，但至今尚未找到足夠證據(jù)表明這種方法比傳統(tǒng)的基于阻力、敞水、自航試驗結果的預報方法更好,故并不能作為規(guī)程來推舉。從換算方法上看，基于外形因子的三因次方法是ITTC力挺的方法，但外形因子的尺度效應問題無論是理論還是試驗討論至今都無法給出明確的結論,格外是業(yè)已發(fā)現(xiàn)外形因子的尺度效應與摩擦線的選擇強烈相關，以至于很多討論提出了新的摩擦線理論和公式，如Grigson、Kａt(yī)sｕi等，但至今也沒有足夠證據(jù)證明轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的ITTC1957年摩擦線是必要的。速度—功率預報中不確定性最大的因素莫過于換算補貼的估算，格外是粗糙度補貼,這方面Towｎsｉn近年來做過很多有效的工作，但由于涂層技術乃至減阻技術的新進展，粗糙度補貼或船體表面處理的討論仍是今后需要進一步討論的重點之一，其重要性甚至超過新摩擦線的討論。另外，伴流換算這個老問題近來也倍受關注,先進的模型和實船伴流場測量技術的應用和CＦＤ預報技術的進展，開頭推動IＴＴＣ重新端詳和著手改進傳統(tǒng)的伴流預報方法。目前，伴流場的CFD預報幾乎全部采納RANS方程，且傾向于采納雷諾應力湍流模型(ＲＳＭ），伴流場測量已由五孔皮托管和LDV的點測量技術向PIV、ＳPIV和DDＰＩV等面、體測量技術進展.這些進展大大加深了對伴流場物理本質(zhì)的理解，從而有可能重新評述現(xiàn)有伴流換算方法的適用性，并進一步提出實船伴流試驗和數(shù)值模擬的新方法。上述內(nèi)容正是下屆ITＴC專門設立表面處理和伴流場換算專家委員會的目的?？焖傩缘腃FD預報是本領域的討論熱點,目前，船體阻力和螺旋槳敞水特性的CFD模擬已達到相當高的精度，整船自航試驗的ＣＦD模擬討論也是當前十分流行的課題，但將它們綜合集成在一起的“數(shù)值拖曳水池”技術正在開發(fā)之中。盡管快速性預報的CFＤ技術比起操縱性、耐波性CFD預報要成熟得多,但迄今還沒有任何拖曳水池采納RＡＮS代碼作為模擬和外推的日常使用工具。３．2.２格外規(guī)推動專題討論方向格外規(guī)推動器的討論以往包含在推動委員會的任務中，直至第21屆ＩTTC成立噴水推動小組、第2２屆和2４屆分別設立格外規(guī)推動器和全回轉(zhuǎn)吊艙推動委員會,從而才開頭了格外規(guī)推動技術的專題討論。由表4可見,一般的格外規(guī)推動器主要指導管槳、部分導管槳、前或后定子槳、端板槳、割劃槳和Z形驅(qū)動槳等,討論目的主要是建立其推動試驗和外推方法指南。目前,基于常規(guī)試驗和ITTＣ１978年方法修正的各種預報方法對端板槳、割劃槳等常規(guī)螺旋槳的“變異”尚可接受,但對帶有非轉(zhuǎn)動部件如導管、定子等的推動器來講,由于推動器部件及其與船體的相互作用的精準物理機制不清楚，因而這些方法的預報精度在大多情況下與此類推動器期望的節(jié)能效果同量級，故必須討論新的預報方法。對此,大范圍變負荷自航試驗技術是一種值得進一步討論的途徑,而CＦD技術有助于了解相互干擾的物理機制，兩者結合起來有望對此類推動器的性能預報有所突破。噴水推動裝置的應用越來越廣,但其功率性能預報仍是一個挑戰(zhàn)性問題,業(yè)已證明基于阻力試驗和孤立泵特性的預報方法誤差太大,所以目前ＩＴTC的討論重點是開發(fā)基于自航試驗的預報方法，盡管對其必要性并未取得共識。目前，噴水推動船功率性能的預報模型、所需要進行的標準系列試驗項目及相應測量方法，包括噴水泵回路試驗、噴水推動系統(tǒng)水筒試驗和水池自航試驗以及不確定度評估方法,經(jīng)過四屆ＩＴＴＣ的不斷努力均已形成規(guī)程,但測量中的不確定度因素太多且不易掌握,尺度效應問題也未考慮，所以，規(guī)程的驗證和改進是必須的,借助于CFＤ方法了解噴水推動器與船體的相互干擾將是今后十分重要的討論課題.近幾年吊艙推動裝置向大型化方向飛快進展,作為主推動器的應用也越來越廣，故其推動和空泡性能預報、非設計工況的水動力載荷及特殊應用如冰區(qū)航行、混合推動方式中的水動力學問題成為IＴTC的討論重點。目前，吊艙推動船推動性能預報需以吊艙推動單元敞水試驗、船體阻力及整體自航試驗為基礎的熟識基本全都,但吊艙單元上的螺旋槳推力重量測量不確定度由于間隙效應而偏大，且吊艙室阻力重量的各種預報方法結果差異顯著，從而影響了實船推動性能預報指南的系統(tǒng)歸納，因此需要進一步討論不同的方法和途徑,其中CＦＤ方法討論是熱點。吊艙推動裝置空泡性能的討論重點是吊艙姿態(tài)影響和伴流模擬,格外是大轉(zhuǎn)角和動態(tài)操縱模式。非設計工況下的性能討論核心是螺旋槳力和其它動力效應的非定常本質(zhì),包括碩大的槳葉水動力及其在吊艙室上誘發(fā)的大窄帶脈沖載荷,還有船的橫搖和航向穩(wěn)定性等,對此問題CFD的能力也十分有限。３。２。3空泡與脈動壓力專題討論方向該專題方向的提出主要來源于推動器討論領域.早在第10屆ITＴC就開頭設立空泡委員會討論螺旋槳空泡現(xiàn)象與響應,從第22屆IＴＴC開頭又先后設立與空泡相關的脈動壓力、水質(zhì)、空蝕等專家委員會進行專題討論，第25屆IＴTC對一些重要問題進行了總結性的評述，此后該問題將轉(zhuǎn)入推動委員會連續(xù)討論。ＩTＴC范圍內(nèi)的空泡現(xiàn)象和響應的討論內(nèi)容掩蓋空泡類型界定、空泡生成機理、空泡起始、空泡進展圖像、空泡誘導壓力脈動、空泡誘發(fā)材料剝蝕、空泡引起的載體性能虧損，以及影響空泡的水質(zhì)效應和空泡換算時的尺度效應等。目前，各類空泡現(xiàn)象，如局部片空泡、片狀超空泡、泡空泡、云空泡和梢渦空泡等,所采納的數(shù)值計算方法主要有閱歷方法、升力面方法、面元法和歐拉方程解等勢流方法,以及帶單相和多相模型的RＡNS方程解和各種方法的耦合，此外，LＥS方法和DＥS方法對改善空泡起始和非定?？张菽M精度的作用開頭凸顯.但總體上講,除片空泡圖形外，其它空泡類型和空泡性能的模擬,目前的計算方法都顯乏力?？张萜鹗际莻€重要性能指標，目前表面空泡起始大多使用ＲAＮS方法或模型試驗來獵取來流，然后再用勢流方法預報；渦空泡起始目前大多仍用模型試驗和閱歷方法預報，而采納湍流時空分辨率更高的LEＳ方法和DEＳ方法的預報還剛剛開頭討論。空泡誘導脈動壓力也是一個重要響應指標，盡管目前表面空泡區(qū)域的計算方法已較成熟,但其誘導脈動壓力仍不具備預報能力，而其它類型空泡誘導脈動壓力的數(shù)值預報則更成問題，故而現(xiàn)在的預報幾乎均靠模型試驗加上閱歷方法來實現(xiàn).空泡剝蝕又一個重要問題,它不僅涉及空泡現(xiàn)象本身,而且與材料特性親密相關,目前已提出了采納多相流方法來計算空泡剝蝕，但只能用于定性評估,還需要大量驗證才有可能成為定量方法,故目前的空蝕預報仍靠模型試驗?？张莠F(xiàn)象和響應的模型試驗討論方面，空泡觀測的數(shù)字化和文件化始終是個問題.目前，PＩV技術和高速攝影的應用有助于推動該問題的解決,格外是后者對于非定常脈動壓力、空蝕和空穴相互干擾特性的評估還是十分有效的。水質(zhì)效應和尺度效應也是試驗和預報技術中的重要問題，業(yè)已了解水質(zhì)效應與微氣泡核分布有關,而氣核又影響空泡的間斷性，格外是泡空泡和梢渦空泡。由于實尺度的水質(zhì)效應最小，故換算時必須考慮對梢渦空泡和泡空泡作水質(zhì)效應修正。另外，空泡誘導脈動壓力強烈依靠于空泡的間斷性,以及梢渦空泡的動力特性和空泡統(tǒng)計特征,故船體表面脈動壓力測量除了正確模擬伴流場之外,還必須伴隨相應的空泡觀測.可見,空泡現(xiàn)象和響應試驗的不確定度因素甚多，盡管IＴTC對掌握和調(diào)整空泡試驗設施中的水質(zhì)特性提出了相關指南，但在日常試驗中實施還是不太容易。３．２。4波浪中的穩(wěn)性專題討論方向該專題方向的提出主要是耐波性和操縱性討論領域的共同要求，并從第22屆ITTＣ開頭才設立專家委員會作專題討論,目的是建立耐波性／操縱性耦合模型并開發(fā)傾覆模態(tài)的預報工具,主要討論內(nèi)容為完整船舶和破損船舶極限運動與傾覆的模型試驗及數(shù)值預報規(guī)程開發(fā),包括橫甩、參數(shù)型橫搖、進水和沉沒時間等強非線性動態(tài)現(xiàn)象的模擬與預報。耐波性與操縱性耦合的六自由度模型討論近十多年來進展不大.目前,討論完整船和破損船在波浪中的動穩(wěn)性的物理模型基準檢驗試驗數(shù)據(jù)庫已基本建立，模型試驗推舉規(guī)程也在ITTＣ部分成員組織中應用,并不斷得到補充和改進。由于傾覆現(xiàn)象的簡潔性和傾覆模態(tài)的多樣性，現(xiàn)有基準檢驗試驗的主要目的是為數(shù)值模擬供應典型的驗證數(shù)據(jù)，顯然還存在肯定的局限性.在數(shù)值模擬方面，完整船的傾覆模擬主要采納混合時域方法、非線性時域方法、非線性系統(tǒng)動力學方法和直接統(tǒng)計估算方法，破損船模擬還需建立破損進水過程及其與船舶水動力的相互作用計算方法。目前,已提出的完整船極限運動為傾覆預報的數(shù)值模型數(shù)量不多,且只有少數(shù)模型與自航模試驗中得到的傾覆模式和極限運動定性全都，有些模型雖能獲得滿意的情景模擬,但全部模型均不能定量地重演基準檢驗試驗數(shù)據(jù).破損船的數(shù)值模型同樣有限，雖然它們能較好地預報傾覆界限，但在處理破損進水與船體水動力的相互作用方面差異甚大，也沒有哪個模型與物理試驗結果全都。可見，波浪中的動穩(wěn)性預報數(shù)值模型還需進一步討論和完善，格外是完整船波浪中的操縱性水動力導數(shù)、波浪的不規(guī)章和短峰特性影響、各自由度運動的耦合和非線性效應與水動力記憶效應,以及破損船簡潔的破口外形和空間的進水動態(tài)模擬及其與船體本身水動力的耦合作用的模擬。３.２．5海洋環(huán)境模擬專題討論方向該專題方向的提出主要源于耐波性和海洋工程委員會.第2２屆ITＴC之前，其討論內(nèi)容屬于這兩個委員會技術任務的一部分,在第2２~24屆IＴTＣ期間,先后設立了環(huán)境模擬、波浪和海洋環(huán)境污染問題評估專家委員會開展專題討論，第25屆ＩＴＴC之后該問題又納入海洋工程委員會連續(xù)討論。ITTC范圍內(nèi)的海洋環(huán)境討論主要瞄準深、淺海洋中風浪流環(huán)境的建模與模擬，其目的是為船舶與海洋工程平臺環(huán)境效應討論供應必需的輸入信息。在海洋風浪流環(huán)境討論中，大量的工作是波浪環(huán)境討論,由于迄今風和流的建模與模擬討論,無論是工作量還是討論深度和進展速度均與波浪討論差之甚遠。波浪討論主要涉及兩大方面：真實海浪的建模,近年來其討論重點是真實海浪的非高斯型和非線性特征及其表征方法討論；真實海浪的水池模擬，包括在水池內(nèi)重演任何要求模擬的目標譜的波浪生成技術討論、水池模擬波浪的測量及其與目標譜差異的分析,格外是非線性特征的識別技術和提高模擬波質(zhì)量的水池反射、繞射和寄生波（Paｒasｉticwaｖe)的消除或抑制技術討論。真實海浪具有明顯的三維、多峰、多向和隨機性以及大浪的非高斯型、非線性特征。目前，真實海浪的描述常用譜方法,其中用于水池模擬的短期點譜公式大致有三類：Ｂ/PM雙參數(shù)譜、Jｏnｓwａp譜和Oｃｈi-Habblｅ雙模態(tài)譜,此外還有有限水深用的TＭＡ譜等。風浪和涌浪組成的雙峰譜或者單向風與多向涌合成的多向譜是船舶與海洋工程領域越來越關注的討論對象,但由于涌浪細節(jié)和方向散射描述尚需進一步討論，故現(xiàn)在還不存在可接受的多環(huán)境參數(shù)聯(lián)合分布模型.隨機海浪的非線性特征常用二階波理論預報，但真實海浪前后波陡的明顯不對稱性還無法模擬.極端海浪的描述常采納瞬態(tài)波和隨機表達式模擬，但消滅概率、相關隨機變量、高階影響和碎波描述尚需進一步討論?？梢姡鎸嵑＠说拿枋鍪歉裢饫щy的.真實海浪在水池中完全實現(xiàn)重演至少在目前是不行能的，所以模擬試驗只要求精確生成給定的目標譜.對此，第２3屆IＴTＣ的結論是模型試驗采納的目標譜，包括單向和多向的單峰譜和雙峰譜的選擇沒有任何傾向性,建議選用各國水池用得最多的譜公式即可。為此ITＴC還推舉了較好的標準化參數(shù)。由于試驗設施、造波裝置和過程掌握等緣由,水池生成的波譜不行能與目標譜完全全都,盡量縮小兩者的差異是試驗技術先進性的標志。目前，分析這種差異的手段首先是水池生成波浪的精細測量和分析，格外是方向波這個難點，對此,合適的傳感器陣列布局和波高測量精度同樣重要,在這方面，激光和紅外照相跟蹤系統(tǒng)測量新技術的應用值得關注。其次，為了縮小這種差異也必須抑制和消除水池生成波浪中各種各樣的不該有的多余貢獻,這主要包括岸壁和池底的反射與繞射波、波流干擾引起的波系不穩(wěn)定性和空間位置變化影響以及有限水域和淺水造成的非線性寄生波等。因此,主動消波技術、數(shù)值波浪水池(ＮWＴ）和CFＤ分析方法也是目前該領域的