荆汉新水道通航尺度与船舶航行性能匹配仿真研究

发布时间：2021-11-06 01:53

　　随着中部崛起计划贯彻执行,中部地区经济进入快速发展阶段,长江货运量逐年增加。近年来建设荆汉新水道以彻底解决长江中游荆江段“中梗阻”的计划提上议程。本文正是在这一背景下利用CFD软件对船舶航行于人工水道中的情形进行仿真模拟,探讨大型人工水道断面尺度与船舶航行性能的相关关系。为确定与未来航行于长江的主流船型相匹配的航道断面尺度,仿真模拟考虑了航道断面不同底宽、不同水深以及不同边坡坡比的情况,比较船舶水动力性能的特点。考虑到自由液面宽度会随上述参数变化而变化,船舶位于航道断面的横向位置由两侧船-岸距离比值决定。计算结果表明在两侧船-岸距离比值一定的情况下,船舶阻力以及垂向吸力均随底宽船宽比、水深吃水比的增加而减小,这种趋势逐渐减缓,而边坡坡比的影响则相对较小。并且当底宽船宽比大于4.55之后对减小船舶阻力作用不太明显,而水深吃水比在小于2时,增加水深值对减小压差阻力有比较明显的效果。本文之后继续探讨船舶在航道断面不同横向位置航行时船舶性能以及岸壁效应作用随傅汝德数的变化规律,同时也考虑了岸壁边坡波浪爬高和边坡上压力变化的特点。结果表明,随着傅汝德数的增加,船舶摩擦阻力系数呈现先减小后增加的趋... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Norrbin航道断面参数定义

14图2-1边界层分布（来源于ANSYSFluentTheoryGuide）如图2-1所示，湍流边界层内又细分为粘性底层、缓冲层、对数层（重叠层）以及外层。考虑最简单的平板边界层，在边界层内层内速度分布服从壁面律，主要受到流体密度ρ、摩擦应力，流体粘性系数ν以及距壁面距离y的影响：(,,,y)wu=uρτν(2-9)无量纲化之后表示为：==(2-10)其中为摩擦速度，定义为=，f是一个未确定的函数。名称为yplus。一般粘性底层yplus范围在0-5。而对于边界层外层，认为速度分布服从速度亏损率，即认为边界层外层内速度相对于远方速度的减小量主要受摩擦应力、流体密度ρ、边界层厚度δ以及距离物面表面距离y的影响。(,,,)wuuFτρyδ∞=(2-11)无量纲化之后会有：

SIMPLE算法过程


本文编号：3478927