基于CFD船舶吃水差对岸壁效应影响的研究

发布时间：2023-03-05 10:37

　　随着经济水平的不断提高与科学技术的不断发展,船舶尺度逐渐增大,很多航道、港内等附近水域变得相对狭小,受限水域便不断增加。当船舶航行在宽度受限的航道内时,左右舷均易受到岸壁的影响,若控制不好船体,很容易发生触碰岸壁的事故。对于近岸行驶的船舶来说,岸壁效应是导致船舶碰撞事故的不安全因素之一。但目前针对于岸壁效应的研究结果多是基于船体正浮的假设,而实际航行过程中,船体会伴随一定的吃水差。根据已有研究表明,吃水差会影响船bo阻力、操纵性以及耐波性进而影响船舶的航行安全。因此,对存在吃水差情况下岸壁效应进行研究,具有一定的理论和现实意义。为此,本文首先利用大连海事大学救生艇,吃水差对岸壁效应影响的实船试验探究,得到吃水差对船舶岸壁效应确有影响的试验结论。由于探究过程中实船试验的限制,以及数值模拟方法能够有效的模拟船体外部流场,探究过程不受试验条件的限制。故而本文基于CFD(Computational Fluid Dynamic)对有吃水差的救生艇进行了几何建模,采用非结构网格技术,进行了数值模拟计算,通过与实船试验的对比,验证了 CFD数值计算的准确性。最后利用CFD可靠性计算模型进行在不同吃水...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
2 数值模拟计算方法与模型
    2.1 计算流体力学
        2.1.1 计算流体力学简介
        2.1.2 计算流体力学求解过程
        2.1.3 FLUENT简介
    2.2 流体动力学控制方程
        2.2.1 连续性方程
        2.2.2 动量守恒方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 雷诺时均模拟
    2.4 数值方法
        2.4.1 离散化方法
        2.4.2 求解算法
    2.5 自由液面数值模拟
    2.6 本章小结
3 吃水差对岸壁效应影响实船试验研究
    3.1 岸壁效应基本理论
        3.1.1 岸壁效应含义
        3.1.2 岸壁效应影响因素
    3.2 试验对象与试验方案
        3.2.1 试验船型
        3.2.2 试验概况
    3.3 试验内容
        3.3.1 基准试验
        3.3.2 岸壁效应探究实船预备试验
        3.3.3 吃水差对船舶岸壁效应影响探究
    3.4 试验误差
    3.5 试验结论
    3.6 本章小结
4 数值计算模型建立与结果验证
    4.1 船体建模
    4.2 Fluent求解设置
        4.2.1 设置控制域
        4.2.2 设置边界条件
        4.2.3 网格划分
    4.3 计算结果的有效性验证分析
    4.4 本章小结
5 吃水差对船舶岸壁效应影响研究
    5.1 吃水差一定速度对岸壁效应影响
        5.1.1 试验设计
        5.1.2 转船力矩变化
        5.1.3 横向力变化
        5.1.4 压力云图变化
        5.1.5 试验结论
    5.2 吃水差一定船-岸距对岸壁效应影响
        5.2.1 试验设计
        5.2.2 转船力矩变化
        5.2.3 横向力变化
        5.2.4 压力云图变化
        5.2.5 试验结论
    5.3 不同吃水差下速度对岸壁效应影响
        5.3.1 试验设计
        5.3.2 转船力矩变化
        5.3.3 横向力变化
        5.3.4 压力云图变化
        5.3.5 试验结论
    5.4 不同吃水差下船-岸距对岸壁效应影响
        5.4.1 试验设计
        5.4.2 转船力矩变化
        5.4.3 横向力变化
        5.4.4 压力云图变化
        5.4.5 试验结论
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历



本文编号：3756036