金枪鱼船水动力数值模拟与试验研究

发布时间：2020-06-04 21:07

【摘要】：金枪鱼钓船在船型上有不同于其他船型的特点,其航速较高,是属于油耗较大的“消费船型”。快速性是船舶诸性能中的重要性能之一,在一定程度上对金枪鱼钓船的经济性和使用性造成影响。研究其水动力性能对于改善金枪鱼船的快速性十分必要。本文以数值模拟与拖曳试验为基础,结合流体动力学理论,深入研究了金枪鱼钓船的特色船型对其粘性绕流的水动力性能。首先,介绍了研究背景和国内外对金枪鱼船的研究进展,并提出金枪鱼船水动力数值模拟与试验的研究思路。本研究采用SIMPLE算法求解RANS方程,数值模拟船模粘性绕流场问题并计算船模阻力大小。其次,通过数值模拟wigley数学船型的粘性流场,将计算出来的船模总阻力和水线面的波高图与试验结果比较,验证本文数值方法的可行性。再次,对金枪鱼船绕流场的水动力性能进行了数值模拟,分析了扁平球艏在不同流速的外流场下的水动力性能。最后,通过拖曳水池,对金枪鱼钓船船模进行拖曳试验,并与数值模拟结果进行比较,相互验证结果的准确性,分析了金枪鱼船型的水动力性能。另外,通过附体阻力试验,分析附体阻力成分,估算附体阻力大小,预报实船在各个航速下的阻力。
【图文】：

船体,几何模型,船型,船宽

并验证本文 CFD 源程序的准确性。3.1 计算对象本章研究对象是一数学船型——wigley 船型。此船型较为瘦长，不仅符合线论小扰动假定，而且，是国际通用船型，很多研究者对其进行试验和计算，拥有数据，便于比较。该船型的型值大小可由数学公式得出。其数学表达式为：其中 L/B=10，T/L=0.0625，L 为设计水线长，B 是船宽，，其模型参数如下：表 3-1 Wigley 主尺度Tab. 3.1 Principal Dimensions of Wigley船长 L(m) 船宽 B（m）吃水 T（m）方形系数总体积（m3）3 0.3 0.1875 0.444 0.07488,022)][1()],2[1(22 TzLxLTzLBxy

船模,计算域,位置关系,船长

金枪鱼船水动力数值模拟与试验研究的网格数量尽量减少。本模型中的计算流体域的长度为船长的 5 倍，船体前方一个船长，船体后方三船长；宽度为一个船长，深度也为一个船长。
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S972.7

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