水下航行器减阻技术数值模拟及机理分析

发布时间：2017-04-15 03:20

  本文关键词：水下航行器减阻技术数值模拟及机理分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 湍流阻力在流体运输、航空和航海等领域广泛存在,是管道、常规运输机、水上船只、潜艇和机翼等与粘性流体接触的工作部件的主要能耗来源。 本文对水下航行器减阻技术进行研究,主要对两种减阻技术的机理进行了仿真分析,一是仿生非光滑表面减阻,二是微气泡减阻。找出两种减阻技术的关键因素,从而为工程实践提供正确的理论依据,提高水下航行器的推行效率。 粘性摩擦阻力在低速前进时对航行器的阻力起主导作用,而在高速航行时压差阻力是主要的,因此在设计当中综合考虑了两方面因素,使表面结构具有双重减阻特性。 对仿生非光滑表面减阻机理,采用流体力学分析软件CFX进行了数值模拟,通过对速度场、剪切应力、涡量的计算结果进行分析,得出了仿生非光滑表面减阻几种主要原因。 对于微气泡减阻的机理,通过对单个微气泡在水中的行为以及注入微气泡的近壁区涡动能分布进行分析,得出了微气泡减阻的根本原因。
【关键词】：仿生 减阻 数值模拟 沟槽 微气泡
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U661.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 课题背景8
• 1.2 减阻技术的研究现状8-17
• 1.2.1 减阻技术的种类8-10
• 1.2.2 国内外仿生非光滑减阻的研究进展10-17
• 1.3 课题意义及主要研究内容17-19
• 第2章 数值模拟的仿真建模19-31
• 2.1 前处理软件ICEM CFD19-21
• 2.1.1 ICEM CFD软件的特点19-20
• 2.1.2 ICEM CFD中的网格模型20-21
• 2.2 CFX软件性能和原理21-24
• 2.2.1 CFX软件的特点21-22
• 2.2.2 CFX软件的湍流模型22-24
• 2.3 计算模型建立及网格划分24-29
• 2.3.1 模型建立24-27
• 2.3.2 网格划分27-28
• 2.3.3 湍流模型的选择28
• 2.3.4 近壁面湍流模型的修正方法28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 非光滑表面减阻机理分析31-39
• 3.1 表面阻力的产生机理31-33
• 3.2 沟槽减阻机理33-38
• 3.2.1 纵向沟槽减阻机理33-37
• 3.2.2 横向沟槽的减阻机理37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 微气泡减阻机理分析39-47
• 4.1 引言39
• 4.2 数学模型的建立39-41
• 4.2.1 基本假设39-40
• 4.2.2 控制方程40-41
• 4.3 计算结果分析41-46
• 4.4 本章小结46-47
• 结论47-48
• 参考文献48-52
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明52
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书52
• 哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理52-53
• 致谢53

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 程伟;林新志;韦璇;;结构仿生材料的研究进展[J];材料导报;2009年S1期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 谷云庆;减阻测试实验装置结构设计及仿真分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 张胜利;基于改善船舶首尾流场特性的减阻研究[D];武汉理工大学;2011年

3 赵华琳;仿生射流表面减阻特性及减阻机理研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

4 杨鹏;气泡船三维粘性绕流的数值模拟[D];武汉理工大学;2008年

5 孙小庚;二维凹槽内加机翼减阻效果的数值分析[D];武汉理工大学;2009年

6 魏玮;船舶前缘引流减阻流场特性数值模拟[D];武汉理工大学;2010年

  本文关键词：水下航行器减阻技术数值模拟及机理分析，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：307523