循环水槽船模阻力试验不确定度分析

发布时间：2025-01-01 00:06

　　 [目的]采用试验流体力学(EFD)和计算流体力学(CFD)方法研究流体力学,都存在不确定度分析的问题。针对循环水槽船模阻力试验开展不确定度研究,分别分析精度极限、天平标定和数据采集过程中引起的不确定度。[方法]针对循环水槽所特有的、来流不均匀度和湍流强度难以通过EFD方法求解不确定度的敏感系数,根据上海交通大学循环水槽的实际情况建立相关数学模型,采用CFD模拟得到来流不均匀度和湍流强度对总阻力的影响,应用不确定度理论得到相应的不确定度分量,对CFD计算的不确定度进行专门分析。[结果]结果显示:在CFD不确定度分析中,修正和未修正的计算结果均得到了有效确认,表明利用CFD模拟开展研究可行;循环水槽船模阻力试验合成相对不确定度为1.91%,湍流强度对阻力的影响最大,起主导作用,在设计循环水槽时应尽可能降低湍流强度;由不均匀度引起的不确定度分量,以及由精度极限、天平标定和数据采集过程引起的不确定度分量均不大。[结论]采用CFD方法分析EFD不确定度的一些分量,具备可行性和一定的借鉴意义。

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【部分图文】：

图1 数据采集拟合曲线

数据采集数据如表3所示。以wi(|R|)为横坐标，以为纵坐标，利用最小二乘法拟合一条直线，如图1所示。将测出的总阻力R的平均值代入该拟合直线，即可求出数据采集过程中的偏差极限B2。经线性拟合，得到偏差极限B2=0.0007|R|+0.0008。根据EFD结果，R的平均值为2.....

图2 确定形状因子（1+k)

Fr=0.1～0.2范围内的试验结果及相应的数据处理结果如表6和图2所示。该试验除Fr与第2节不同外，其他试验条件均与第2节相同，表6中Rt为试验得到的总阻力。图2经线性拟合，得到Ct/Cf=1.207+0.112Fr4/Cf，因此该船模的形状因子为1.207。当V=0.575....

图3 3种隔板设计方案下工作段不同位置横截面上的速度分布

在建立的数学模型中，应考虑CFMS的实际情况。CFMS工作段宽3m，水深1.6m，为了研究分离流，设有分隔板。根据李金成[12]的研究，在无隔板（Noseparator）、整段隔板（Integratedseparator）和分段隔板（Piecewiseseparator....

图4 V0=0.575 m/s，ξ=5%时的入口速度分布图

当V0=0.575m/s，ξ=5%时，代入式（23），绘出图像如图4所示。该图所显示的速度与图3所示分段隔板方案速度分布吻合。3.4.2数值模拟结果

本文编号：4021741