具有恒定浸湿长度快艇阻力数值模拟研究

发布时间：2017-09-14 15:37

  本文关键词：具有恒定浸湿长度快艇阻力数值模拟研究

  更多相关文章： 滑行艇 阻力计算 数值水池 恒定浸湿长度 FLUENT

【摘要】：尖舭滑行艇作为一种动升型船舶,与常规排水型船不同的是,在航行时,其航态会随着航速的变化而变化。由于传统单体尖舭滑行艇在低速排水状态航行时滑行艇长宽比较小,又具有尖舭,故相比于排水型船有较大的兴波阻力。由于传统单体尖舭滑行艇在起飞时其浸湿长度将明显减小,浸湿长宽比大幅度减小,将有一个明显的兴波阻力峰,兴波阻力较大。传统的单体尖舭滑行艇在高速滑行状态航行时,由于滑行艇在水面滑行,此时吃水减小、艇艏抬起、浸水长度减小、浸湿宽度基本保持不变,使其艇体与水的接触表面积大大减小,虽然兴波阻力大幅度下降,但与此同时又出现了飞沫阻力。由于浸湿长度大幅度减小,使得尖舭滑行艇的纵向运动稳定性能大大降低,有的尖舭滑行艇由于纵向运动稳定性能变坏甚至不能正常航行而造成整艇报废。由于浸水长度的大幅度减小,使得尖舭滑行艇的操纵性和适航性变差。由于浸水长度大幅度减小,使得尖舭滑行艇的耐波性变差,甚至在稍高的海况下就不能正常航行,从而限制了传统尖舭滑行艇的使用条件范围。为此本文提出来恒定浸湿长度滑行艇的概念,并给出了一套恒定浸湿长度滑行艇的型线生成的具体实施办法。使其艇体在各种航速下,不论航态如何变化,其浸湿长度基本恒定不变。并通过对62系列滑行艇与定浸湿长度滑行艇进行瞬态的数值计算分析,得到了恒定浸湿长度滑行艇在静水以及波浪中的阻力特点。本文主要研究内容包括:提出恒定浸湿长度滑行艇设计的主要思想和主要构造方法。在综合考虑恒定浸湿长度滑行艇的快速性,耐波性以及与62系列滑行艇的可比性的前提下,运用Maxsurf软件建立恒定浸湿长度滑行艇的几何模型。运用FLUENT软件完成62系列滑行艇与恒定浸湿长度滑行艇在约束状态下的流场及流体动力性能的数值模拟分析。在不同傅汝德数,排水体积,攻角下对比分析恒定浸湿长度滑行艇与传统滑行艇的受力差别。运用FLUENT软件中的动网格技术建立62系列滑行艇与恒定浸湿长度滑行艇的二自由度模型。在对比62系列滑行艇的数值模拟值与试验值,保证二自由度数值模拟研究可信的前提下,分析恒定浸湿长度滑行艇的纵向运动特征。最后根据造波技术与消波技术在FLUENT中完成三维波浪水池的建立。在三维波浪水池中对迎浪航行的定浸湿长度快艇及62系列滑行艇进行阻力数值模拟研究。
【关键词】：滑行艇 阻力计算 数值水池 恒定浸湿长度 FLUENT
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661.311;U674.942
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 滑行艇阻力15-16
• 1.4 滑行艇阻力预报方法16-17
• 1.5 研究内容与研究方法17-18
• 1.6 本章小结18-19
• 第2章 CFD原理与数值模拟方法19-29
• 2.1 CFD简介19
• 2.2 CFD基本理论19-22
• 2.2.1 控制方程19-20
• 2.2.2 数值离散法20-21
• 2.2.3 离散方程的求解21-22
• 2.3 数值模拟方法22-27
• 2.3.1 湍流模型22-24
• 2.3.2 多相流模型24-25
• 2.3.3 动网格技术25-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 具有恒定浸湿长度的尖舭滑行艇艇型设计29-39
• 3.1 滑行艇的型线设计29-30
• 3.2 恒定浸湿长度的尖舭滑行艇艇型的提出30-31
• 3.3 恒定浸湿长度的尖舭滑行艇艇型建模31-37
• 3.3.1 系列62滑行艇的建模31-33
• 3.3.2 恒定浸湿长度的尖舭滑行艇艇型的三视图33-34
• 3.3.3 恒定浸湿长度的尖舭滑行艇的具体实现34-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 具有恒定浸湿长度的滑行艇的静水阻力数值模拟39-63
• 4.1 系列62滑行艇的静水阻力数值模拟与计算分析39-42
• 4.1.1 计算模型39-41
• 4.1.2 计算结果41-42
• 4.2 恒定浸湿长度的滑行艇的静水阻力数值模拟与分析42-53
• 4.2.1 计算模型42-45
• 4.2.2 定湿长度的滑行艇计算结果45
• 4.2.3 体积傅汝德数与长度傅汝德数在分析问题时的区别45
• 4.2.4 定湿长度的滑行艇的自由面分析45-48
• 4.2.5 定湿长度的滑行艇的压力分析48-52
• 4.2.6 定湿长度的滑行艇的阻力分析52-53
• 4.3 滑行艇二自由度数值模拟与计算分析53-60
• 4.3.1 计算模型54-57
• 4.3.2 计算结果57
• 4.3.3 二自由度滑行艇数值模拟可行性分析57-58
• 4.3.4 定湿长度的滑行艇二自由度计算结果分析58-60
• 4.4 本章小结60-63
• 第5章 具有恒定浸湿长度的滑行艇迎浪航行的阻力数值模拟63-71
• 5.1 数值水池63-64
• 5.1.1 造波技术63-64
• 5.1.2 消波技术64
• 5.2 FLUENT中的数值波浪模拟64-66
• 5.3 波浪中系列62滑行艇的阻力数值模拟66-68
• 5.3.1 模型参数以及在FLUENT中的参数设置66-67
• 5.3.2 计算结果67-68
• 5.4 波浪中定湿长滑行艇的阻力数值模拟68-69
• 5.4.1 模型参数以及在FLUENT中的参数设置68-69
• 5.4.2 计算结果69
• 5.5 结果分析69-70
• 5.6 本章小结70-71
• 总结与展望71-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77-79
• 致谢79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪建午,柯建平;对滑行艇设计的几点思考[J];江苏船舶;2001年04期

2 董文才,郭日修,陈小玲,吕岩松;滑行艇气层减阻试验[J];中国造船;2002年04期

3 董文才,郭日修;气层作用下几何相似滑行艇的阻力换算方法研究[J];船舶力学;2003年04期

4 彭公武;滑行艇阻力的近似计算方法[J];武汉船舶职业技术学院学报;2003年03期

5 朱珉虎;无断级滑行艇的设计(2)[J];船舶工业技术经济信息;2005年01期

6 王义;杨松林;周玉龙;董亮;;一种翼滑艇和滑行艇新型尾鳍研究[J];船海工程;2007年03期

7 许蕴蕾;由丹丹;;基于水动力分析的高速滑行艇阻力估算[J];船舶;2009年04期

8 Hassan GHASSEMI;;滑行艇半浸式螺旋桨的水动力学特性(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2009年04期

9 陈克强;秦江涛;;滑行艇简化模型流场数值模拟及改型研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2010年03期

10 晋文菊;王志东;李力军;杨爽;;滑行艇升沉纵摇运动的二维数值预报[J];中国舰船研究;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 郭国平;;滑行艇操纵性能特点及操作注意事项[A];高速船及特殊用途特殊结构船舶航行安全论文集[C];2000年

2 凌宏杰;王志东;吴娜;;基于运动水翼控制系统的滑行艇姿态控制装置研制[A];2013年船舶水动力学学术会议论文集[C];2013年

3 王庆旭;邹劲;史圣哲;孙华伟;;高速型三体滑行艇简介及纵向稳定性初步研究[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年

4 沈海龙;陈庆童;苏玉民;庞永杰;;基于CFD技术的三维滑行艇水动力数值预报方法研究[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年

5 常亮;魏泽;倪阳;孙华伟;;滑行艇静水阻力及航行姿态CFD预报研究[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（上册）[C];2013年

6 王兆立;牛江龙;秦再白;庞永杰;;基于CFD理论的滑行艇阻力数值计算[A];第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2009年

7 苏玉民;陈庆童;沈海龙;秦再白;;基于CFD技术和2.5D理论的滑行艇水动升力计算[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年

8 李晓文;林壮;郭志群;李平;;基于Star-CCM+的滑行艇水动力性能模拟计算[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第五分册）[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 张长斌;基于灰色系统理论的滑行艇运动姿态预报研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

2 李亚军;高速滑行艇纵向运动稳定性预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

3 孙华伟;滑行面形状对滑行艇阻力与航态影响数值分析[D];哈尔滨工程大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杜浩楠;具有恒定浸湿长度快艇阻力数值模拟研究[D];江苏科技大学;2016年

2 王辉;滑行艇结构的优化分析与变截面设计[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 陈庆童;滑行艇在高速航行时横向水动力的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2012年

4 常亮;滑行艇阻力性能计算与艇型设计参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

5 杨爽;三维滑行艇模型流体动力及升沉纵摇运动特性研究[D];江苏科技大学;2012年

6 郑礼建;某滑行艇有限元结构强度分析[D];华中科技大学;2012年

7 高扬;M型高速槽道滑行艇概念设计[D];哈尔滨工程大学;2013年

8 凌宏杰;高速滑行艇运动响应的实时数值预报与喷溅特性研究[D];江苏科技大学;2013年

9 朱凯;滑行艇的型线优化设计及性能分析[D];哈尔滨工程大学;2007年

10 朱鑫;迎浪规则波中的滑行艇纵向运动预报[D];哈尔滨工程大学;2011年

，

本文编号：850844