三体船和五体船的阻力与流场计算及比较

发布时间：2017-06-19 20:00

  本文关键词：三体船和五体船的阻力与流场计算及比较，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三体船和五体船与单体船相比，具有上甲板宽阔、适航性改善、航行阻力小、隐身性能好、生存能力强等主要特点，因此，正引起造船界的广泛关注。在未来的海洋高速运输船舶和军用舰船方面，三体船和五体船都具有极大的发展潜力。通过对三体船和五体船的水动力研究，不仅可以提高其水动力性能，而且可以促进三体船和五体船在生产和生活中的广泛应用。 本文采用目前广泛应用的商业计算流体力学通用软件FLUENT数值模拟具有自由表面的三体船的粘性流场，并且数值计算了不同船型三体船模的阻力。计算结果与三体船模试验数据比较，两者符合得较好，尤其是在低速范围内符合得更佳。这反映了商业计算流体力学软件FLUENT在计算具有自由表面的多体船阻力方面具有一定的可行性。另外，在三体船模的数值模拟基础上，，本文又数值模拟了不同航速条件下，不同船型的五体船模的粘性流场情况；计算了作用在五体船模上的阻力值，将五体船模的阻力计算值与等排水量的三体船模的阻力计算值进行了对比，寻找两者之间的阻力差异，分析其原因。同时，也分别计算和分析了作用在五体船模主体和各侧体上的阻力情况，还有侧体位置变化对五体船模阻力的影响，为五体船的船型优化和设计提供帮助。 本文的研究表明，将FLUENT软件应用于考虑到自由表面情形下的多体船的水动力数值模拟和计算中是可行的，这为进一步使用FLUENT软件研究多体船的水动力性能提供了依据和参考。
【关键词】：三体船 五体船 数值模拟 船舶阻力 FLUENT
【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】：2006
【分类号】：U661.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 课题的目的与意义9-10
• 1.2 三体船与五体船的发展概况10-14
• 1.3 多体船的阻力研究与船舶CFD研究14-16
• 1.4 CFD软件FLUENT简介16-19
• 1.4.1 前处理器GAMBIT简介17-18
• 1.4.2 求解器FUENT简介18-19
• 1.5 本文的主要研究内容19-21
• 第2章 基本理论21-41
• 2.1 引言21-22
• 2.2 控制方程22-24
• 2.2.1 Navier-Stokes方程(N-S方程)22-23
• 2.2.2 雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS方程)23-24
• 2.3 湍流模型24-28
• 2.3.1 涡粘模型25-26
• 2.3.2 k-ε两方程模型26-28
• 2.4 壁面函数法28-30
• 2.5 边界条件30-32
• 2.6 数值方法32-36
• 2.6.1 方程离散32-34
• 2.6.2 SIMPLE算法34-35
• 2.6.3 网格生成技术35-36
• 2.7 自由面的数值模拟36-39
• 2.7.1 自由面追踪方法36-37
• 2.7.2 流体体积(VOF)方法37-39
• 2.8 本章小结39-41
• 第3章 试验船型三体船模与五体船模数值模拟41-65
• 3.1 引言41-43
• 3.2 试验船型三体船模数值模拟43-57
• 3.2.1 几何模型与坐标系43-46
• 3.2.2 控制区域46-48
• 3.2.3 网格划分48-50
• 3.2.4 边界设定50-51
• 3.2.5 模型设定51-52
• 3.2.6 求解设定与计算52-53
• 3.2.7 计算结果与分析53-57
• 3.3 试验船型五体船模数值模拟57-62
• 3.3.1 试验船型五体船模型57-59
• 3.3.2 计算结果与分析59-62
• 3.4 试验船型三体船模与五体船模阻力比较分析62-64
• 3.5 本章小结64-65
• 第4章 Wigley船型三体船模与五体船模数值模拟65-76
• 4.1 引言65
• 4.2 Wigley数学船型65-68
• 4.3 计算结果与分析68-75
• 4.3.1 阻力计算结果与比较68-70
• 4.3.2 数值模拟情况70-75
• 4.4 本章小结75-76
• 结论76-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果82-83
• 致谢83

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王中;卢晓平;詹金林;;高速三体船的水动力学和船型研究新进展[J];船舶力学;2011年07期

2 王健;李海涛;;计算流体力学方法在船舶领域的实用性研究[J];船舶与海洋工程;2012年04期

3 刘学炎;熊鳌魁;;湍流模型对二维平板数值计算结果的影响[J];船海工程;2010年05期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 周广利;三体船型阻力预报、优化与系列性试验分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 贾敬蓓;三体船型阻力和运动性能试验研究[D];大连理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 齐向阳;船首分水式推进器的水动力性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 梁洪光;带T型翼三体船的阻力及耐波性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 魏跃峰;多体船纵向运动预报研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

4 王健;基于FLUENT的CFD方法在船海工程中的实用性研究[D];大连理工大学;2012年

5 赵林岗;42m拖网渔船水动力数值计算与试验研究[D];浙江海洋学院;2012年

6 李超;渔船导管螺旋桨水动力性能研究[D];浙江海洋学院;2012年

7 黄珍平;高速五体船水动力协同优化研究[D];上海交通大学;2013年

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本文编号：463539