基于CFD的中小型渔船阻力性能研究

发布时间：2023-05-14 19:42

　　我国渔船的数目众多,中小型渔船的数量居首,大部分都是群众渔船。中小型渔船是指渔船长度不超过25米,功率小于400马力,一般情况下5¹2人同船作业,其作业区域为沿岸、近海区域。中、小渔船在海上作业的时候,其载重量变化比较大,同时要保证中小型渔船的航行安全,因此对中小型渔船性能要求很高。渔船的快速性对于渔民来说意义重大,不仅影响渔船到达渔场和返回码头的时间,更会影响捕捞的海产品的新鲜程度,从而影响渔船的经济性。渔船所受到阻力对渔船快速性影响很大,所以对中小型渔船在航行中的受到的阻力值意义重大。近年来,随着计算机技术的发展,计算流体动力学在船舶领域应用的越来越广,基于CFD对船舶性能研究越来越多,研究优势越来越明显。本文以中小型渔船为研究对象,基于CFD的方法,对中小型渔船其进行了阻力计算。首先,采用CFD方法对中小型渔船周围的流场进行数值模拟,计算不同傅汝德数Fr下中小型渔船受到的阻力,并经验公式进行比较,验证其可靠性和实用性。同时,对中小型渔船周围流场进行模拟分析可以得知,在不同流速下,中小型渔船所受到的速度和压力形态变化。当给定特定的流速时,改变水流流向的角度,中...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外现状分析
    1.3 本文研究内容及创新点
        1.3.1 本文研究的内容
        1.3.2 论文结构
        1.3.3 本文的创新点
2 基于CFD的数值模拟
    2.1 CFD的求解过程
    2.2 三维数值建模
    2.3 确定计算域
    2.4 网格划分
        2.4.1 网格类型
        2.4.2 网格质量
    2.5 设置边界条件
    2.6 湍流模型模拟
        2.6.1 标准湍流模型
        2.6.2 重整化湍流模型
        2.6.3 可实现湍流模型
        2.6.4 三种湍流模型的比较
    2.7 多相流模型模拟
        2.7.1 流体体积函数模型
        2.7.2 混合模型
        2.7.3 欧拉模型
    2.8 自由液面的模拟方法
    2.9 求解器的设置
        2.9.1 离散格式的设置
        2.9.2 松弛因子设置
        2.9.3 迭代步长和迭代次数设置
    2.10 本章小结
3 渔船阻力计算
    3.1 船舶阻力
        3.1.1 基本阻力
        3.1.2 附加阻力
    3.2 渔船阻力的预报方法
    3.3 阻力计算结果验证
    3.4 非边界层网格与边界层网格对比
    3.5 本章小结
4 不同工况下的中小型渔船阻力
    4.1 不同工况下的模拟
        4.1.1 六种不同傅汝德数下流场变化情况
        4.1.2 距离自由液面不同深度时渔船周围流场分析
        4.1.3 流向角不同渔船周围流场以及渔船船体所受压力分析
    4.2 动态波浪对中小型渔船的影响
        4.2.1 监测点处流体流速和渔船受到的压力分析
        4.2.2 流场流速变化率对渔船阻力的影响
    4.3 本章小结
5 水阻力与空气阻力耦合作用下的渔船阻力计算
    5.1 模型的建立
    5.2 仿真结果分析
        5.2.1 渔船所受的压力分析
        5.2.2 水阻力与空气阻力耦合作用下的渔船阻力计算
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 结论
    6.3 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3817641