深V型双断级滑行艇水动力特性的初步数值研究

发布时间：2025-01-14 02:49

　　 利用模型试验和数值手段对比研究了深V型双断级滑行艇和无断级滑行艇的静水阻力特性。试验结果表明,双断级滑行艇在起滑之后的高速航行阻力及纵向运动稳定性上较无断级模型存在明显优势,在容积弗劳德数为5.21的航速下总阻力降低了19.2%。利用CFD软件CFX能够较好地捕捉到两模型之间的差异,计算结果表明,各断级之后的空穴均随着航速的提升而不断扩张,断级模型总体浸湿面积较无断级模型最大降低了33.4%,并且双断级使得艇底水动高压分布趋于均匀,有利于改善纵向运动稳定性。

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【部分图文】：

图1 双断级模型及无断级模型

两模型的拖曳试验均在中航工业第605研究所高速拖曳水池中进行，试验过程见图2，模型通过艏艉两端的导航片与拖车上的导航杆相连，由于采用搭接的连接方式，模型在拖曳过程具有自由的垂荡和纵摇及受限制的纵荡和横摇4个自由度。为了避免拖线上的拖曳力对航态产生干扰，拖点置于重心处。试验中使用角....

图2 试验模型安装示意及试验照片

图1双断级模型及无断级模型2数值计算方法

图3 滑行艇直线拖航的模拟流程

式中：m为艇体重量，kg;I为艇体转动惯量，kg·m2;t为时间，s。在求解过程中，采用动网格技术，通过网格节点移动到新的位置来实现艇体运动，进一步的流场求解则在新的网格上实现，实际的模拟过程相当于流场与运动的耦合求解，当所计算的外力、力矩及运动姿态逐渐收敛至一定范围内时，即可认....

图4 计算域尺度及边界条件定义

针对高速滑行艇的兴波特性建立相应的计算域，见图4，考虑到模型在高速航行时的尾流在纵向上有较大的延伸，适当放大了计算域的纵向尺度。而为了捕捉艇体表面复杂的几何特征，采用分区域的混合网格对计算域进行离散，见图5，将计算域分为包裹艇体的内域和与之毗连的外域，其中内域空间采用非结构的四面....

本文编号：4026292