基于CFD小梯度海底对流场分布影响的研究

发布时间：2017-08-03 21:05

  本文关键词：基于CFD小梯度海底对流场分布影响的研究

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【摘要】：本文利用FLUENT的前处理软件ICEM CFD建立了3种不同坡度角的小梯度海底模型。文中采用RNG κ-ε湍流模型,标准壁面函数处理近壁面流动,选用SIMPLE算法得到压力速度耦合方程组,利用二阶迎风格式对控制方程进行离散。基于以上模型,对流体流经不同小梯度海底后的流场分布进行数值模拟,主要分析了不同来流速度下流体流经小梯度海底的流场形态特征,同时比较了流体流经过不同坡度角小梯度海底的流场形态特征。具体包括以下内容。首先,研究了3组单小梯度海底在不同的来流速度条件下的流场分布形态。给出了每一个小梯度海底与之相对应的不同速度下的小梯度海底周围y截面上的速度等势图。结果显示,当流体越过小梯度海底的顶点后的主流速度提高,且随着来流速度的增加,速度的提高值和范围都相应扩大。并且速度的提高值和影响范围都随小梯度海底的坡度角变大而增大。然后,模拟了一组单小梯度影响最大的、并列的双小梯度海底在不同来流速度下的流场分布形态。同样给出了不同速度下的双小梯度海底周围y截面上的速度等势图。结果显示,除了有与单小梯度海底相同的特征之外,后一个梯度海底还会影响前一个梯度海底的速度增强范围。最后,基于双小梯度海底对流场分布的影响,引入了“育鲲”实船船模,研究了双小梯度海底周围流场分别作用于船首、船中时的情况。给出了相应局部船体的压力分布,流场分布情况和阻力影响。
【关键词】：小梯度海底 流场分布 计算流体力学
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本文主要工作12-14
• 第2章 数值模拟基本理论和方法14-23
• 2.1 计算流体力学14-17
• 2.1.1 计算流体力学求解过程14-16
• 2.1.2 FLUENT简介16-17
• 2.2 数学模型17-21
• 2.2.1 流体动力学控制方程17-18
• 2.2.2 湍流模型18-20
• 2.2.3 多相流模型20-21
• 2.3 数值方法21-22
• 2.3.1 有限体积法21-22
• 2.3.2 SIMPLE算法22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 小梯度海底数值建模23-28
• 3.1 小梯度海底的三维建模23-25
• 3.1.1 小梯度海底的几何参数23
• 3.1.2 海底的几何23-24
• 3.1.3 计算域及边界的定义24-25
• 3.2 网格划分25-27
• 3.2.1 IECM CFD分网步骤25-26
• 3.2.2 海底及计算域的网格26-27
• 3.3 本章小结27-28
• 第4章 小梯度海底流场分布的数值计算28-42
• 4.1 单小梯度海底流场分布数值计算28-36
• 4.1.1 试验设计28
• 4.1.2 模型选取及参数设置28-29
• 4.1.3 结果及分析29-36
• 4.2 双小梯度海底流场分布数值模拟36-41
• 4.2.1 试验设计36
• 4.2.2 模型选取及参数设置36-37
• 4.2.3 结果及分析37-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第5章 双小梯度海底对船底流场的影响42-55
• 5.1 实船数值模拟的建立42-46
• 5.1.1 船舶建模和计算域设置42-44
• 5.1.2 网格划分44-45
• 5.1.3 求解设置45-46
• 5.2 双小梯度海底对船底流场的影响46-50
• 5.2.1 船首处双小梯度海底对船底流场的影响46-48
• 5.2.2 船中处双小梯度海底对船底流场的影响48-49
• 5.2.3 船尾处双小梯度海底对船底流场的影响49-50
• 5.3 双小梯度海底对船舶阻力的影响50-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第6章 结论与展望55-57
• 6.1 结论55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 攻读学位期间公开发表论文61-62
• 致谢62-64
• 作者简介64

【参考文献】

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1 齐学义;邵元忠;李凤成;刘永明;王飞;;ANSYS ICEM网格划分中有洞问题的分析[J];兰州理工大学学报;2011年01期

2 王远成,吴文权;基于RNG k-ε湍流模型钝体绕流的数值模拟[J];上海理工大学学报;2004年06期

3 傅德薰,马延文,王力;钝体绕流流场分离涡的数值模拟[J];航空学报;1991年09期

4 查若思;叶海轩;沈志荣;万德成;;静水航行船舶粘性兴波阻力计算分析(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2014年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 陶毅涵;基于CFD的规则波中船舶波浪力模型研究[D];大连海事大学;2014年

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本文编号：616299