滑行及半滑行航行体通气减阻特性数值研究

发布时间：2017-11-05 15:27

  本文关键词：滑行及半滑行航行体通气减阻特性数值研究

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【摘要】：快速性作为一项基本性能指标,在船舶设计中始终占有重要地位。对于一艘主机功率一定的船舶而言,其速度主要取决于航行时所受到的阻力的大小。而对中小型高速水面舰艇来说,在其底部通入气体不但能降低摩擦阻力,提高快速性,也有利于壳体力学环境和舒适性的改善。本文利用三维数值模拟方法,基于均质多相流VOF模型和六自由度算法,对包含纵倾和深沉两个自由度的通气深V型滑行艇,在静水和波浪两种航行条件下的水动力性能进行了计算。静水条件下首先计算了非通气艇的航行阻力与浮态,并将计算结果与Ts GAI和SIT法通过编程计算得到的结果进行了对比,验证了计算方法的有效性,同时,根据Fr=3时的流动特性与断级艇设计原则在壳体开设了气腔和通气缝。然后重点研究了通气航行体通气量和弗劳德数对减阻率和浮态的影响,分析了弗劳德数、浮态、气泡形态和减阻率之间的关系。在静水计算的基础上,进一步采用数值造波技术,研究航行体在波浪中航行时,通气对其阻力特性的影响。计算综合考虑了自由面兴波及航行体的纵摇和垂荡运动,在不同的弗劳德数和通气压力下,得到了航行体在规则波中迎浪运动时重心、纵倾和阻力随时间的变化规律,对波浪与静水条件下航行体的浮态和航行阻力进行了对比。并进一步分析了迎浪运动时波浪对壳体的冲击作用对空泡形态造成的影响。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661
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本文编号：1144810