基于CFD数值模拟的围网渔船操纵运动研究

发布时间：2021-03-09 21:20

　　船舶CFD数值模拟技术因其有节约资源、方便修改等诸多优点,在船舶水动力性能研究方面的应用越来越广泛。基于CFD技术的船舶操纵运动研究随着船舶CFD的发展,也取得了突飞猛进的进展。近年来,远洋渔业发展迅速,其规模和综合实力都有了显著的提升。围网渔船是海洋中上层水域鱼类捕捞的最主要船型,围网渔业也是我国现代海洋渔业的重要组成部分。良好的操纵性能是围网渔船安全的保障,因此围网渔船操纵运动的研究是有必要的。利用CFD方法针对围网渔船的操纵运动进行仿真,系统地分析操纵运动中船舶相应的水动力和力矩变化,求取其相关水动力导数,为建立船舶操纵运动方程提供基础数据,从而为围网渔船的操纵性评估提供依据,对围网渔船操纵性的研究有重要的意义。本文研究内容包括以下几方面:首先介绍了CFD数值模拟的相关基础理论,包括基本方程、边界条件、网格技术及VOF算法等。然后,对船舶操纵性CFD的相关内容进行了阐述,选取了本文所需的船舶操纵运动水动力计算模型,通过这些计算模型推导了相关水动力导数的求取公式,并以DTMB5415船模为验证船,对本文所采用的船舶操纵运动数值计算方法进行了验证,通过对结果的对比和分析,说明了本文数... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 船舶操纵性研究
        1.2.2 基于CFD技术的船舶操纵运动研究
        1.2.3 围网渔船研究
    1.3 论文主要工作
2 CFD数值模拟相关理论及方法
    2.1 CFD简介
    2.2 基本方程
        2.2.1 物质导数
        2.2.2 控制方程
    2.3 湍流模型
    2.4 离散方法
    2.5 边界条件
        2.5.1 入口边界条件
        2.5.2 出口边界条件
        2.5.3 壁面边界条件
    2.6 网格技术
        2.6.1 网格生成技术
        2.6.2 重叠网格方法
    2.7 VOF算法
    2.8 本章小结
3 船舶操纵运动数值模拟
    3.1 船舶操纵运动方程
        3.1.1 坐标系
        3.1.2 操纵运动线性方程式与水动力导数
        3.1.3 估算水动力导数的经验公式
    3.2 船舶操纵运动计算模型
        3.2.1 纯横荡运动水动力计算模型
        3.2.2 纯首摇运动水动力计算模型
        3.2.3 不同舵角拖曳试验水动力计算模型
    3.3 DTMB5415船操纵运动计算验证
        3.3.1 计算域设置和网格划分
        3.3.2 纯横荡运动数值模拟
        3.3.3 纯首摇运动数值模拟
    3.4 本章小结
4 围网渔船操纵运动数值模拟
    4.1 围网渔船几何模型
    4.2 纯横荡运动数值模拟
        4.2.1 计算域及网格划分
        4.2.2 数值计算及结果
        4.2.3 纯横荡运动水动力导数
    4.3 纯首摇运动数值模拟
        4.3.1 计算域及网格划分
        4.3.2 数值计算及结果
        4.3.3 纯首摇运动水动力导数
    4.4 不同舵角拖曳试验数值模拟
        4.4.1 计算域及网格划分
        4.4.2 数值计算及结果
        4.4.3 舵导数的求取
    4.5 本章小结
5 网具对围网渔船操纵运动的影响
    5.1 围网渔船网具简介
    5.2 围网渔船网具的受力
    5.3 考虑网具的围网渔船操纵运动
        5.3.1 围网对纯横荡运动的影响
        5.3.2 围网对纯首摇运动的影响
        5.3.3 围网对不同舵角拖曳运动的影响
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3073495