科考船船首和多波束导流罩线型CFD分析方法与试验验证

发布时间：2019-07-12 15:30

【摘要】：海洋科考船航行过程中,碎波、飞溅等在船首水线面附近产生大量的气泡,水中气泡反射甚至吸收声波,干扰了科考船上多波束系统的正常工作。由于上述问题的存在,海洋科考船的型线设计理念不同于传统运输船。型线设计既要降低船身阻力,又要减少下泄至多波束导流罩底部的气泡数目。阻力性能和防气泡性能是评判型线优劣的最主要的两条标准。根据这两条标准,本文提出一种科考船船首和多波束导流罩线型CFD分析方法。该方法具体为:使用CFD技术预报实船阻力性能;采用流线分析法,预报线型的防气泡性能。应用上述分析方法,本文以通用计算流体力学软件FLUENT为平台,针对垂直首和小球首、突出式导流罩和平底导流罩两组科考船线型特征,进行了数值模拟。数值模拟结果表明:垂直首的阻力值较小球首的阻力值增加约4%~5%。但其防气泡性能优于小球首船首。突出式导流罩的相较于平底安装导流罩阻力增加约为10%~11%。但其防气泡性能优于平底导流罩。为更好的定量表达出多波束导流罩防气泡性能的优劣,本文还提出了安全流线和安全水线的概念。本文最后对部分线型进行船模试验。试验结果与CFD结果吻合良好,验证了此种CFD分析方法的工程实用性。
【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】：U674.81

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本文编号：2513795