单体船和双体船波浪增阻的数值计算分析

发布时间：2017-12-06 11:33

  本文关键词：单体船和双体船波浪增阻的数值计算分析

  更多相关文章： 波浪增阻 运动响应 粘流 双体船 naoe-FOAM-SJTU

【摘要】：近年来,出于提高经济效益和加强环境保护的双重要求,针对船舶能效和减排的研究已成为备受瞩目的热门课题。与静水中船舶阻力相比,船舶在实际航行时,船体在波浪中所受到的阻力会有所增加,即波浪增阻。波浪增阻会导致额外的燃料消耗和失速现象,对其快速性和耐波性产生了消极影响。因此,对于未来新船型的设计,有必要考虑到船舶在实际波浪中航行的波浪增阻,以满足船舶能效指数EEDI的要求,节约运营成本。对船舶在不同波浪环境中船舶的阻力性能进行优化改进,是提高船舶能效水平和经济效益的重要手段。因此,波浪增阻的预报与分析具有十分重要的意义。本文在前人研究的基础上,使用课题组开发的船舶与海洋工程水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU,分别对单体船和双体船在典型规则波海况下的波浪增阻进行数值计算与分析。需要解决的问题有:规则波中迎浪航行波浪增阻随波浪参数的变化情况,船体运动与船体固定对波浪增阻的影响,不同长宽比的船型对波浪增阻的影响,双体船阻力性能随航速和波浪参数的变化情况,以及不同片体间距对双体船波浪增阻的影响。具体内容如下。为了验证求解器程序的准确性和可靠性,本文首先对KCS标准船型算例静水阻力进行数值模拟计算,并将阻力计算结果和流场信息与试验数据进行对比。在此基础上,以修改过的Wigley船型为对象,验证不同波浪参数对波浪增阻的影响。另外,通过计算固定船体自由度来计算波浪绕射增阻,结果表明短波工况绕射增阻占绝大部分比例,而中长波工况的辐射增阻占主导。通过对比在相似波浪条件迎浪航行工况下,肥大船型与瘦长船型的阻力性能的差异,结果表明肥大船在λ/L=1.1~1.3工况下波浪增阻性能优于瘦长船。接下来,以代尔夫特双体船模型为对象,对航速在0.3≤Fr≤0.75范围内的静水阻力与航行姿态进行了计算与分析。在此基础上,研究双体船在高航速(Fr=0.7)、恶劣波浪条件下的波浪增阻系数与垂荡纵摇运动响应的关系,分析不同波长海况中波浪增阻占静水阻力的百分比。另外,考虑片体间距对波浪增阻的影响,分别比较大间距H=0.9m、小间距H=0.5m与正常间距H=0.7m双体船波浪增阻,结果表明在一定的范围内片体间距越小,片体间干扰作用对阻力性能的不利影响越明显。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.311

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马骏,邓爱民;尾部斜升角对高速穿浪双体船的性能影响[J];船海工程;2005年03期

2 李科技;陈志坚;;穿浪双体船附连水质量计算讨论[J];船海工程;2010年01期

3 陈小洪;;法国试用有风帆的双体船[J];国外水产;1983年02期

4 M·UNOZAWA;K·SHIMIZU;王彩当;;双体船的设计[J];武汉造船;1982年03期

5 顾永宁;;双体船波浪外力计算[J];船舶工程;1984年05期

6 孔炳庆;曹沫;;双体船连桥外力计算方法分析[J];武汉水运工程学院学报;1985年02期

7 卢履范;;双体船的说古道今[J];航海;1987年05期

8 力;;航行于悉尼海域的双体船[J];技术经济信息;1992年09期

9 ;国内穿浪型双体船将在广东新会建造[J];珠江水运;1996年10期

10 宋国华;双体船的总体性能设计[J];船舶;1998年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 万岳文;韩晓光;;穿浪双体船在风浪中的航行操纵研究[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年

2 韩晓光;杨艳明;郭航;;谈风浪中的穿浪双体船操纵[A];2009特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集[C];2009年

3 于凯;黄胜;杨中宇;;基于仿生推进的微小型双体船概念设计[A];黑龙江省造船工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年

4 韩晓光;吴f^;;穿浪双体船纵摇和垂荡运动研究[A];2009航海技术理论研究论文集[C];2009年

5 张辉;李永级;杨艳明;;穿浪双体船航行性能及操纵注意事项[A];第二届广东海事高级论坛论文集[C];2008年

6 任俊生;杨盐生;;高速水翼双体船运动数学模型初探[A];高速船及特殊用途特殊结构船舶航行安全论文集[C];2000年

7 邱悦;曲先强;任慧龙;高明;;双体船的多轴疲劳分析[A];2009年船舶结构力学学术会议暨中国船舶学术界进入ISSC30周年纪念会论文集[C];2009年

8 任俊生;杨盐生;;高速水翼双体船的结构和运动特点[A];高速船及特殊用途特殊结构船舶航行安全论文集[C];2000年

9 高成君;赵峰;赵发明;;考虑粘性影响的高速水翼双体复合船运动预报[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年

10 戎嘉隆;;船舶发展趋势和发展工作[A];2009特大型船舶操纵和船舶安全与管理论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 实习记者 秦韵邋通讯员 凌燕 刘莹佳;武汉设计我国最大穿浪双体船[N];中国知识产权报;2008年

2 李海荣;钢质内河双体船课题通过鉴定[N];中国交通报;2005年

3 杨屹　程虹　王青;“海上新斗士”：双体船[N];解放军报;2005年

4 骆伟;七○一所双体穿浪船设计形成系列[N];中国船舶报;2009年

5 郭仪　刘淑芬;太阳鸟复合材料双体船刷新亚洲纪录[N];中国海洋报;2010年

6 龙琼子;我国高性能船舶研制取得新进展[N];中国水运报;2007年

7 记者 杨礼兵　通讯员 阿龙 铁伟 宏林;国内先进铝合金双体船在武船建成下水[N];湖北日报;2009年

8 何彪;荷兰即将建成新型双体高速保障船[N];中国国防报;2012年

9 李锐;双体船:这般让人心动[N];中国船舶报;2014年

10 本报记者　董映璧;看大爪怪物横行海上[N];科技日报;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张乐;气垫双体船减阻节能机理研究[D];集美大学;2015年

2 查若思;单体船和双体船波浪增阻的数值计算分析[D];上海交通大学;2015年

3 王庆;500客位穿浪双体船船型优化与设计[D];哈尔滨工程大学;2001年

4 刘静辰;穿浪双体船结构疲劳强度评估[D];哈尔滨工程大学;2007年

5 钟广军;铝合金双体船整体翻身架设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2011年

6 刘金玲;穿浪双体船运动仿真与姿态控制研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

7 张维;小水面双体船结构—声辐射分析与优化研究[D];上海交通大学;2011年

8 杜拥军;穿浪双体船加装组合附体优化设计[D];哈尔滨工程大学;2004年

9 张维;小水面双体船结构-声辐射分析与优化研究[D];上海交通大学;2011年

10 孟庆杰;局部气垫双体船型研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

，

本文编号：1258473