新式减阻附体对高速船舶阻力性能影响的数值研究

发布时间：2020-12-16 03:39

　　随着世界经济的不断发展,各国贸易对船舶的需求越来越高,然而世界能源也面临严重短缺,所以船舶节能附体的应用势在必行。船舶节能附体是在不改变已有船型的基础上,安装在船舶船首、船尾或船中的能改善船体周围流场的一种构件。船舶附体通常有结构简单,尺寸小,安装方便等特点,而且在改善船舶阻力性能和操纵性等方面有着不可代替的作用,对于高速船有很高的应用价值。随着CFD技术的不断发展,采用CFD数值仿真方法预报船舶水动力性能在船舶行业越来越受欢迎。本文基于STAR-CCM+仿真软件对Model5b数值船模加装减阻附体进行数值研究,并提出了一种减阻效果优良的减阻附体新形式。本文研究的主要内容包括:（1）重点研究了导流槽与阻流板组合加装在尾压浪板上后对高速船阻力性能的影响。本部分以加装在高速船上的常用压浪板为基础,针对尾压浪板、阻流板与导流槽的组合加装进行了数值模拟,并且进一步分析出尾压浪板、阻流板、导流槽各参数对高速船舶阻力性能的影响规律,最后结合仿真结果得到了一种减阻性能更加优良的新形式减阻附体。（2）以加装新式减阻附体船模为主要研究对象,运用STAR-CCM+仿真软件进行静水阻力仿真计算。本部分先后计... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高速船阻力性能的研究现状
        1.2.2 高速船减阻附体的研究现状
    1.3 本文的研究内容
第2章 船舶CFD的基本理论
    2.1 引言
    2.2 CFD基本理论
        2.2.1 控制方程与湍流模型
        2.2.2 自由液面理论
        2.2.3 网格划分
        2.2.4 边界条件处理
    2.3 本章小结
第3章 新式减阻附体的提出及影响因素分析
    3.1 引言
    3.2 静水中数值方法验证
        3.2.1 几何模型与网格划分
        3.2.2 数值计算结果
    3.3 新式减阻附体的提出
        3.3.1 常规压浪板的静水阻力分析
        3.3.2 压浪板面板形状的影响
        3.3.3 压浪板与导流槽组合的影响
        3.3.4 压浪板与阻流板组合的影响
        3.3.5 压浪板、阻流板、导流槽组合的影响
    3.4 本章小结
第4章 新式减阻附体对不同航速高速船静水阻力的影响
    4.1 引言
    4.2 计算域与网格划分
        4.2.1 计算域及边界条件
        4.2.2 网格划分
    4.3 静水仿真计算结果与分析
        4.3.1 总阻力计算结果与分析
        4.3.2 剩余阻力计算结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 新式减阻附体对规则波中高速船阻力性能的影响
    5.1 引言
    5.2 数值波浪水池的建立
        5.2.1 数值造波与消波
        5.2.2 波浪的模拟与分析
    5.3 规则波中数值方法验证
        5.3.1 重叠网格技术
        5.3.2 数值验证结果
    5.4 规则波中不同航速高速船阻力性能计算
        5.4.1 总阻力计算结果
        5.4.2 摩擦阻力与剩余阻力计算结果
    5.5 不同波长下高速船阻力性能分析
        5.5.1 总阻力数据分析
        5.5.2 高速船尾部流场分析
    5.6 不同波长下高速船航行姿态预报
        5.6.1 船舶运动坐标系
        5.6.2 船舶自由运动方程
        5.6.3 规则波中高速船航行姿态分析
    5.7 不同波长下高速船波浪增阻预报
    5.8 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录1 不同航速下船底压力分布图
附录2 波高时间历程图
附录3 船模迎浪航行自由液面图
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
详细摘要



本文编号：2919461