阻流板诱导升力研究

发布时间：2021-01-10 07:45

　　本文以带阻流板的高速排水型船为研究对象,采用模型试验和CFD数值模拟相结合的方法,揭示阻流板产生作用的水动力机理,研究阻流板特征参数对船体水动力的影响,分析船型参数与阻流板诱导升力间的关系,凝练阻流板诱导升力的预报公式。通过本文的研究发现,阻流板在船体底部产生升力的力学机理在于阻流板通过对流体的阻滞作用在其前方与阻流板高度相关的一定区域内形成旋涡,增加流场压强。安装阻流板后会导致船体兴波的波幅增加,但合理高度的阻流板能够减小船体阻力的原因是阻流板可以增加船体的“虚长度”,优化船体压力分布,改善船体航态和水动力性能。各参数对阻流板升力作用效果影响的研究结果表明,航速、阻流板高度对阻流板的作用效果起主要影响,吃水、底部斜升角和纵倾角影响效果次之。诱导升力系数随航速和阻流板高度的增加而增大,且增加方式均接近二次函数关系。诱导升力系数和吃水、底部斜升角以及纵倾角呈弱线性关系,随着吃水的增大,诱导升力系数呈现增大趋势,高速段尤为明显。船舶中低速时,底部斜升角的存在和适当的纵倾会提高阻流板的作用效果。在获得各独立因素对阻流板诱导升力的影响规律之后,论文中进一步研究了多因素耦合的影响效果,并凝练了囊... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

低y+壁面法网格示意图

图 2.2 高 y+壁面法网格示意图应的高 y+壁面法直接忽略粘性底层的求解，壁面剪界层理论推导出来的。这种方法假设近壁面网格直接种方法的优势在于省去了粘性底层的网格，节省了计很多粘性底层的流场细节捕捉并不是很清晰。图 2.3 全 y+壁面法网格示意图+壁面法和高 y+壁面法的结合方法，融合了前两种在混合区域，通过一个混合函数来计算耗散、应流场捕捉的精确性又节省了计算成本。本文的壁面

第 2 章 粘性流体力学基本理论时 y+ 1，因此需要特别精细的网格来捕捉粘性底层近壁面流场，对于较大雷诺数 Re的流动而言，粘性底层往往非常薄，为了更好的额捕捉这一薄层需要付出更高的计算成本，所以这种低 y+壁面法在实际应用中主要用来处理层流流动。图 2.2 高 y+壁面法网格示意图与低 y+壁面法相对应的高 y+壁面法直接忽略粘性底层的求解，壁面剪切应力、湍流耗散等都是由湍流边界层理论推导出来的。这种方法假设近壁面网格直接落在对数率层中，此时 y+>30，这种方法的优势在于省去了粘性底层的网格，节省了计算成本，但劣势也是很明显，对于很多粘性底层的流场细节捕捉并不是很清晰。

【参考文献】：
期刊论文
[1]阻流板水动力机理的初步计算研究[J]. 邓锐,黄德波,周广利,孙华伟,闵景新.  船舶力学. 2012(07)
[2]带有阻流板的双体船水动力性能数值研究[J]. 邓锐,黄德波,周广利,孙华伟.  华中科技大学学报(自然科学版). 2011(04)
[3]穿浪双体船剩余阻力影响因素分析及总阻力预报方法[J]. 马健,张再夫,李惠敏.  船舶力学. 2011(Z1)
[4]艉扰流板对穿浪双体船阻力影响的试验研究[J]. 左文锵,董文才,夏翔,陆文理.  中国舰船研究. 2006(04)
[5]舰船尾部改型的几种措施[J]. 纪亨腾,陈加荣,李为.  中国舰船研究. 2006(03)
[6]方艉舰船及加装尾板的兴波阻力计算[J]. 贺五洲,程明道,俞汉祥.  中国造船. 1998(02)
[7]尾压浪板对高速艇阻力性能的影响[J]. 邵世明,王云才.  中国造船. 1981(01)

博士论文
[1]阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D]. 邓锐.哈尔滨工程大学 2010

硕士论文
[1]高速船舶阻流板降阻机理分析[D]. 黄技.大连海事大学 2013
[2]阻流板和导流板对滑行艇阻力性能的影响研究[D]. 赵超.哈尔滨工程大学 2013



本文编号：2968338