本文關(guān)鍵詞：船模的阻力計算和實驗測定

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【摘要】：船舶阻力是船舶設(shè)計中一個非常重要的參數(shù),直接影響船舶的性能。為研究船舶的阻力,本文以杭州電子科技大學(xué)省重點船港機械裝備技術(shù)實驗室中的船模S-175為研究對象,采用理論分析、數(shù)值分析和模型試驗三種互相結(jié)合的方法對其進行較系統(tǒng)的研究,推導(dǎo)了船模各阻力與傅汝德數(shù)之間的關(guān)系,研究了阻力的相似定律;建立了一套包含船模網(wǎng)格建立、數(shù)值計算模型和船模流場阻力顯示程序;搭建了一套船模試驗的綜合試驗平臺,并進行了相關(guān)的模型試驗。最后,將理論分析值、數(shù)值計算值和模型測量結(jié)果進行對比分析,驗證了模型的準確性。詳細工作分成如下六部分展開:第1章,闡述了該課題的研究背景和意義,系統(tǒng)地回顧和總結(jié)了船舶阻力理論計算的發(fā)展進程和研究進展,詳細介紹了當前國內(nèi)外船舶CFD的發(fā)展趨勢和阻力預(yù)報方法,介紹了目前流行的商用CFD軟件,同時概括了本文的主要研究內(nèi)容。第2章,介紹了船舶阻力的基本概念、分類和阻力相似定律。以經(jīng)典KCS為例,收集相關(guān)公開數(shù)據(jù),總結(jié)分析各阻力成分隨航速(即傅汝德數(shù))變換的改變規(guī)律。在垂直循環(huán)水槽中進行了船模阻力試驗,得到了不同航速下的船體總阻力。詳細敘述了試驗的方法步驟及試驗注意事項,確保試驗數(shù)據(jù)的可靠性�？偨Y(jié)分析實驗數(shù)據(jù),并根據(jù)相關(guān)參考文獻推導(dǎo)得出適合該船模的阻力計算經(jīng)驗公式。第3章,根據(jù)S-175的型值圖,采用Solidworks進行三維船模的生成。介紹了模擬計算的基本單元網(wǎng)格的類型和劃分的要求,對本文網(wǎng)格生成的主要軟件Gridgen做了簡單的介紹。第4章,綜合考慮計算時間和計算結(jié)果準確度對S-175粘性繞流場進行了網(wǎng)格的劃分,利用Gridgen自帶的檢測功能檢查生成的網(wǎng)格質(zhì)量。利用CFX的后處理模塊進行了網(wǎng)格無關(guān)性檢測。第5章,基于CFD方法對S-175標模進行了含自由面的粘性繞流場的數(shù)值模擬,得出不同航速下的阻力值,將數(shù)值模擬計算結(jié)果與試驗方法所得阻力值進行比較分析。采用VOF法來跟蹤捕捉自由液面的流場細節(jié),采用CFX的后處理模塊對船表面的y+進行檢測分析,利用FIELDVIEW得出一系列流場云圖進行分析比較。第6章,介紹了本文的主要工作內(nèi)容,并指出不足之處。
【關(guān)鍵詞】：S-175標模 船模試驗 數(shù)值模擬 CFX 阻力
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-14
• 1.1.1 船舶阻力研究的重要性11
• 1.1.2 船舶阻力理論研究11-13
• 1.1.3 船舶阻力研究方法13-14
• 1.2 船舶CFD技術(shù)的發(fā)展歷程14-15
• 1.3 常用的CFD商用軟件15-16
• 1.4 本文主要工作16-17
• 第2章 船模阻力試驗17-34
• 2.1 船舶阻力基本概念17-22
• 2.1.1 阻力的成因17
• 2.1.2 阻力的相似定律17-19
• 2.1.3 以經(jīng)典船型KCS模型來探究阻力成分19-22
• 2.2 船模水池試驗22-24
• 2.3 流速校準試驗24-26
• 2.3.1 LGY—Ⅲ型多功能智能流速儀24
• 2.3.2 試驗方案24-26
• 2.4 船模阻力試驗26-32
• 2.4.1 船模阻力測量系統(tǒng)26-27
• 2.4.2 模型準備27-28
• 2.4.3 船模安裝28-29
• 2.4.4 試驗數(shù)據(jù)采集軟件29-31
• 2.4.5 試驗數(shù)據(jù)結(jié)果31-32
• 2.5 本章小節(jié)32-34
• 第3章 S-175 船模的建模和網(wǎng)格介紹34-46
• 3.1 建模34-40
• 3.2 網(wǎng)格介紹40-44
• 3.2.1 網(wǎng)格類型41-43
• 3.2.2 網(wǎng)格分塊技術(shù)43-44
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分要求44
• 3.3 商業(yè)軟件GRIDGEN介紹44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 船模繞流場的網(wǎng)格生成46-53
• 4.1 計算域的構(gòu)建46
• 4.2 船體表面網(wǎng)格的生成及檢測46-49
• 4.2.1 空間兩直線生成曲線46-47
• 4.2.2 劃分船體表面47-49
• 4.3 船體粘性流場網(wǎng)格的生成及檢測49-52
• 4.3.1 近壁網(wǎng)格特點49
• 4.3.2 體網(wǎng)格的生成49-50
• 4.3.3 網(wǎng)格無關(guān)性及網(wǎng)格質(zhì)量檢測50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 S-175 船模粘性流場的數(shù)值模擬53-76
• 5.1 CFD概述53-54
• 5.2 控制方程和湍流模型54-58
• 5.2.1 流動的控制方程54-55
• 5.2.2 湍流數(shù)值模擬方法55
• 5.2.3 湍流模型55-58
• 5.3 壁面函數(shù)選取58-59
• 5.4 自由液面的模擬59-60
• 5.5 初始化流場及求解器控制60-62
• 5.5.1 邊界條件的設(shè)定60-61
• 5.5.2 求解器控制61-62
• 5.6 計算結(jié)果分析62-74
• 5.6.1 與試驗數(shù)據(jù)的比較分析62-64
• 5.6.2 船模粘性繞流場的“y+”檢測64-65
• 5.6.3 船模粘性繞流場的分析65-74
• 5.7 本章小結(jié)74-76
• 第6章 總結(jié)與展望76-77
• 6.1 全文總結(jié)76
• 6.2 研究展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-80

【相似文獻】

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