三体船粘性流场的模拟

发布时间：2017-05-12 11:13

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【摘要】：三体船具有一系列突出的优点，它优良的快速性、耐波性和稳性等特点为其应用提供了广阔的前景。但是，关于三体船的深入研究还刚刚起步。由于三体船具有独特的结构，使得其周围流场非常复杂。了解三体船所处流场的流动细节和特征，有助于改进三体船的船型及性能等。 在CFD技术得到迅速发展的大背景下，，本课题将这一先进技术运用于三体船的性能研究。采用商业软件CFX对船体所处的粘性流场进行数值模拟，从而得到三体船周围的详细的流场细节和流动特征。在计算的过程中，采用了二方程的湍流模型，并且考虑了自由水面对流场的影响。学习与考察将CFX应用于较复杂构型的船型在自由表面运动的流场模拟时的处理方法和有效性，也是本研究工作的目的。 模拟两个构型不同的三体船在若干个航速下的流场之后，将结果与船模试验数据进行比较与分析，得到一些有益的结论。对于将CFD技术运用于船舶性能研究的可行性也提供了一些依据。
【关键词】：三体船 CFD技术 粘性流场 自由水面
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U661
【目录】：

• 第1章 绪论8-17
• 1.1 本文的目的和意义8-9
• 1.2 三体船发展综述9-10
• 1.3 CFD技术在工业和科研中的应用综述10-16
• 1.3.1 商业CFD发展概况及国内现状10-12
• 1.3.2 商业CFD软件的主要特点12-14
• 1.3.3 CFX软件简介14-16
• 1.4 本文工作的主要内容16-17
• 第2章 理论分析17-47
• 2.1 粘性流体力学发展概述17-20
• 2.2 湍流的连续方程和雷诺方程20-22
• 2.3 湍流能量方程22-26
• 2.3.1 湍流瞬时流动的总能量方程22-24
• 2.3.2 湍流时均的总能量方程24-26
• 2.4 湍流计算模型26-39
• 2.5 N-S方程的边界条件和初始条件39-42
• 2.6 自由水面数值模拟42-45
• 2.7 本章小结45-47
• 第3章 船体绕流场的数值模拟47-66
• 3.1 船体绕流求解47-49
• 3.2 船体绕流数值模拟过程49-54
• 3.2.1 模拟数据输入50-54
• 3.2.2 求解及输出54
• 3.3 结果分析54-56
• 3.4 本章小结56-66
• 第4章 数值模拟结果与试验结果对比分析66-71
• 4.1 三体船的水池试验66-68
• 4.1.1 三体船模66
• 4.1.2 船模试验结果66-68
• 4.2 试验结果与数值模拟结果对比分析68-70
• 4.3 本章小结70-71
• 结论71-74
• 参考文献74-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果76-77
• 致谢77-78
• 附录78

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本文编号：359612