三体滑行艇过渡航态阻力性能研究
发布时间：2021-05-06 03:56
滑行艇作为一种轻便快捷的水上交通工具,高速高效的运载能力是当今滑行艇艇型发展中的一个重要方向,三体滑行艇便是一种具有优异超高速性能的艇型。滑行艇因自身的航行特性,过渡航行阶段的阻力曲线呈驼峰状,三体滑行艇因为槽道的存在,使得过渡阻力峰更加明显,越峰时间大大加长。这对滑行艇来说是不经济的,需要对其阻力性能进行优化。本文研究的船型具有双槽道的特殊构型,这与普通滑行艇具有很大区别。本文主要通过CFD软件STAR-CCM+对滑行艇阻力性能进行讨论,所以数值结果的可靠性十分重要。文中提出了适合高速槽道型滑行艇的计算模型,通过计算确定适用于高速滑行艇的网格,然后对此计算模型的数值计算结果进行了不确定度分析,最后通过计算值与试验值的对比,验证了本文采用的CFD计算方案具有良好的计算精度和可靠性。基于三体滑行艇独有构型,本文首先对三体滑行艇三个重要结构:主体、槽道和片体进行分析研究,得出三者构型对滑行艇阻力的影响;但仅靠改型无法避免航行高速段三体滑行艇的阻力迅速增大的趋势,所以针对双槽道的特殊构型,对加装槽道截流板与槽道压浪板两种附体后的三体滑行艇的阻力性能进行了研究,并讨论其减阻机理。对槽道内流场信...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 常规滑行艇水动力研究进展
1.2.1 传统的滑行艇水动力研究手段
1.2.2 CFD技术在滑行艇水动力性能研究中的应用
1.3 槽道型多体船水动力研究进展
1.3.1 单槽道型船研究现状
1.3.2 多槽道型船研究现状
1.4 滑行艇阻力的研究现状
1.5 论文的主要研究工作
1.6 本章小结
第2章 CFD理论及计算方案
2.1 CFD概述和基本原理
2.1.1 计算流体力学概论
2.1.2 CFD数值模拟控制方程
2.1.3 SST(shear-stresstransport)湍流模型
2.1.4 自由液面的处理方式
2.2 计算域的建立和网格的划分
2.2.1 计算域的构建
2.2.2 网格的划分
2.2.3 近壁湍流理论
2.2.4 近壁面边界层网格划分
2.3 湍流模型对滑行艇阻力性能的影响
2.4 本章小结
第3章 CFD不确定度分析及精度验证
3.1 ITTC推荐规程介绍
3.2 三体滑行艇数值计算结果的不确定度分析
3.2.1 研究对象属性及流场设置
3.2.2 计算结果不确定度分析
3.2.3 不确定度验证
3.2.4 不确定度确认
3.3 基于试验的CFD精度验证
3.3.1 试验模型及工况介绍
3.3.2 船模试验结果对比分析
3.4 总结
第4章 船型设计对过渡航态下的减阻特性
4.1 主体构型对阻力的研究概论
4.2 槽道高度对阻力的影响
4.2.1 槽道高度参数的改变
4.2.2 槽道高度对过渡航态滑行艇阻力和姿态的影响
4.3 片体长度对阻力的影响
4.3.1 片体的延伸对过渡航态滑行艇阻力和姿态的影响
4.3.2 片体的延伸对阻力影响的分析
4.4 本章小结
第5章 过渡航态下槽道压浪板的减阻特性
5.1 槽道内部的兴波特性
5.2 槽道处压浪板阻力分析
5.2.2 槽道尾压浪板安装角度的选择
5.2.3 槽道尾压浪板长度的选择
5.2.4 过渡航态的减阻分析总结
5.3 槽道延伸型压浪板在过渡航态的减阻研究
5.3.1 三体断级滑行艇的建模和设计
5.3.2 槽道延伸长度的选择
5.3.3 两种压浪板减阻对比
5.4 本章小结
第6章 斧型艏和截流板在过渡航态的减阻作用
6.1 斧型艏艇过渡航态减阻性能研究
6.2 截流板过渡航态减阻性能研究
6.2.1 槽道处截流板深度影响
6.2.2 主体处截流板与槽道截流板减阻对比
6.3 三种附体的滑行艇在过渡航态阻力对比
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3171187
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 常规滑行艇水动力研究进展
1.2.1 传统的滑行艇水动力研究手段
1.2.2 CFD技术在滑行艇水动力性能研究中的应用
1.3 槽道型多体船水动力研究进展
1.3.1 单槽道型船研究现状
1.3.2 多槽道型船研究现状
1.4 滑行艇阻力的研究现状
1.5 论文的主要研究工作
1.6 本章小结
第2章 CFD理论及计算方案
2.1 CFD概述和基本原理
2.1.1 计算流体力学概论
2.1.2 CFD数值模拟控制方程
2.1.3 SST(shear-stresstransport)湍流模型
2.1.4 自由液面的处理方式
2.2 计算域的建立和网格的划分
2.2.1 计算域的构建
2.2.2 网格的划分
2.2.3 近壁湍流理论
2.2.4 近壁面边界层网格划分
2.3 湍流模型对滑行艇阻力性能的影响
2.4 本章小结
第3章 CFD不确定度分析及精度验证
3.1 ITTC推荐规程介绍
3.2 三体滑行艇数值计算结果的不确定度分析
3.2.1 研究对象属性及流场设置
3.2.2 计算结果不确定度分析
3.2.3 不确定度验证
3.2.4 不确定度确认
3.3 基于试验的CFD精度验证
3.3.1 试验模型及工况介绍
3.3.2 船模试验结果对比分析
3.4 总结
第4章 船型设计对过渡航态下的减阻特性
4.1 主体构型对阻力的研究概论
4.2 槽道高度对阻力的影响
4.2.1 槽道高度参数的改变
4.2.2 槽道高度对过渡航态滑行艇阻力和姿态的影响
4.3 片体长度对阻力的影响
4.3.1 片体的延伸对过渡航态滑行艇阻力和姿态的影响
4.3.2 片体的延伸对阻力影响的分析
4.4 本章小结
第5章 过渡航态下槽道压浪板的减阻特性
5.1 槽道内部的兴波特性
5.2 槽道处压浪板阻力分析
5.2.2 槽道尾压浪板安装角度的选择
5.2.3 槽道尾压浪板长度的选择
5.2.4 过渡航态的减阻分析总结
5.3 槽道延伸型压浪板在过渡航态的减阻研究
5.3.1 三体断级滑行艇的建模和设计
5.3.2 槽道延伸长度的选择
5.3.3 两种压浪板减阻对比
5.4 本章小结
第6章 斧型艏和截流板在过渡航态的减阻作用
6.1 斧型艏艇过渡航态减阻性能研究
6.2 截流板过渡航态减阻性能研究
6.2.1 槽道处截流板深度影响
6.2.2 主体处截流板与槽道截流板减阻对比
6.3 三种附体的滑行艇在过渡航态阻力对比
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3171187
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3171187.html
