【摘要】：水翼繞流問(wèn)題是研究船舶減搖鰭以及仿生推進(jìn)器的基礎(chǔ)和簡(jiǎn)化,具有實(shí)際的工程意義,考慮自由液面的情形則屬于兩相流問(wèn)題,有著重要的學(xué)術(shù)意義。本文基于水翼繞流,考慮了水翼多體干擾問(wèn)題,即雙翼問(wèn)題,以及在淺水情況下水翼的興波問(wèn)題,期望通過(guò)雙翼之間相互干擾達(dá)到有效的消波、減阻和增升效果。首先,本文建立了模擬帶自由液面雙翼干擾問(wèn)題的數(shù)值模型。在本文數(shù)值模型中假設(shè)流體運(yùn)動(dòng)為無(wú)粘無(wú)旋的勢(shì)流運(yùn)動(dòng),在兩個(gè)水翼的弦向布置渦層以產(chǎn)生需要的升力,這種方法可以不必考慮初始時(shí)刻水翼突然啟動(dòng)引起的啟動(dòng)渦。在無(wú)窮遠(yuǎn)邊界采用無(wú)擾動(dòng)邊界條件、水翼固面法向速度為零,自由液面施加動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)邊界條件,在水翼尾緣點(diǎn),本文采用基于速度的庫(kù)塔條件,即切向速度相等的庫(kù)塔條件,以封閉方程組�；谝陨蠑�(shù)值模型,本文首先對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值收斂性驗(yàn)證,其中包括了網(wǎng)格收斂性驗(yàn)證和時(shí)間步長(zhǎng)收斂性驗(yàn)證,在驗(yàn)證結(jié)果中對(duì)比了水翼受力結(jié)果和自由液面興波結(jié)果,兩者都是隨網(wǎng)格增大和時(shí)間步長(zhǎng)的減小而趨于收斂的,因此數(shù)值模型的收斂性得到了驗(yàn)證。在收斂性驗(yàn)證之后,基于非線(xiàn)性自由液面條件將本文數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,證明與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好,在不同水翼浸深對(duì)比分析中總結(jié)了一些自由液面對(duì)水翼的受力以及水翼浸深對(duì)自由液面興波的規(guī)律�；诰�(xiàn)性自由液面條件的數(shù)值模擬結(jié)果也與之前學(xué)者得到的線(xiàn)性自由液面波形和實(shí)驗(yàn)結(jié)果契合的很好。建立拍動(dòng)翼的脫落渦數(shù)值模型,其基本原理除邊界元基本原理、勢(shì)流理論和機(jī)翼理論之外,另外對(duì)于脫落渦的模擬核心的思想是流體域的整體環(huán)量守恒,在本文中脫落渦以局部流體質(zhì)點(diǎn)的速度運(yùn)動(dòng),因此可以得到較為真實(shí)的水翼尾渦形式�；诖藬�(shù)值模型,對(duì)影響拍動(dòng)翼水動(dòng)力性能的三個(gè)主要因素進(jìn)行變參數(shù)分析,在拍動(dòng)翼推力系數(shù)、升力系數(shù)以及表面壓力分布方面得到了一些有意義的結(jié)論。最后從兩個(gè)方面分析了雙翼水動(dòng)力干擾的,雙翼的攻角和雙翼的相對(duì)位置。分別對(duì)雙翼攻角的組合進(jìn)行變參數(shù)分析,水翼升阻力以及表面壓力分布都會(huì)有規(guī)律性的變化,而在多次試驗(yàn)之后,更是發(fā)現(xiàn)在特定的攻角組合時(shí)有消波效果。雙翼相對(duì)位置的改變分別通過(guò)改變雙翼水平距離和垂向距離實(shí)現(xiàn),其中水翼水平放置時(shí),后方水翼完全處在前方水翼尾流中,在水翼受力和自由液面興波方面得到了一些規(guī)律性結(jié)論。
【圖文】：

離散誤差也只來(lái)源于邊界，在邊界條件準(zhǔn)確的前提下可以元基本原理逡逑界積分方程逡逑二維拉普拉斯方程的第三類(lèi)邊值條件（一部分邊界已知函數(shù)值，另的法向?qū)?shù)值；或已知函數(shù)和它的法向?qū)?shù)的關(guān)系）問(wèn)題：逡逑Ｖ＞＝０邐區(qū)域Ｑ內(nèi)逡逑（ｐ＝（ｐ邐邊界邋５？上ｑＪｆｎ＝－ｑ逡逑為所求函數(shù)，在本問(wèn)題中即場(chǎng)域速度勢(shì)；Ｑ為封閉邊界圍成的區(qū)類(lèi)邊界條件的邊界Ｓ？和第二類(lèi)邊界條件的ｓ９；邋ｇ為速度勢(shì)的法向向量，且式中上有橫線(xiàn)的變量為己知量，示意圖如圖２．１。逡逑

Ｐ為所求函數(shù)，在本問(wèn)題中即場(chǎng)域速度勢(shì)；Ｑ為封閉邊界圍成的區(qū)域；邊界Ｓ被逡逑分為第一類(lèi)邊界條件的邊界Ｓ？和第二類(lèi)邊界條件的ｓ９；邋ｇ為速度勢(shì)的法向?qū)?shù)；Ａ７為邊逡逑界單位法向量，且式中上有橫線(xiàn)的變量為己知量，示意圖如圖２．１。逡逑少0逡逑圖２．１拉普拉斯方程的第三類(lèi)邊值條件示意圖逡逑在正式介紹邊界元基本原理之前，，需要引入兩個(gè)基本概念。逡逑首先是格林公式，其有如下表達(dá)式：逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U661.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 甘錫林,周殿邦,王挺耀;水翼動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試及結(jié)果分析[J];中國(guó)造船;1989年02期

2 秦濟(jì)仁;;我國(guó)第一艘全鋁焊水翼客船“飛魚(yú)號(hào)”研制成功[J];江蘇船舶;1989年01期

3 張銘鈞;劉曉白;儲(chǔ)定慧;徐建安;郭紹波;;水翼法推進(jìn)機(jī)理及操縱技術(shù)研究[J];兵工學(xué)報(bào);2010年03期

4 辛建建;陳振雷;石凡;石伏龍;;基于直角網(wǎng)格法的單個(gè)和陣列布置下柔性水翼繞流數(shù)值模擬[J];物理學(xué)報(bào);2020年04期

5 時(shí)素果;余志毅;俞啟東;王國(guó)玉;;柵中水翼的空化流體動(dòng)力特性[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年09期

6 張銘鈞;劉曉白;郭紹波;徐建安;閆娜;;仿生推進(jìn)水翼協(xié)同技術(shù)[J];機(jī)器人;2011年05期

7 ;V型割劃式自穩(wěn)水翼翼滑艇[J];技術(shù)與市場(chǎng);2011年10期

8 仇道良,薛建平,倪其軍,眭愛(ài)國(guó);川江水翼客船的水翼設(shè)計(jì)及舒適性探討[J];江蘇船舶;2001年01期

9 張銘鈞;劉曉白;儲(chǔ)定慧;郭紹波;徐建安;;仿生水翼推進(jìn)系統(tǒng)研制與實(shí)驗(yàn)研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

10 張博;王國(guó)玉;黃彪;張敏弟;;柵中空化水翼的水動(dòng)力特性[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 倪陽(yáng);魏澤;邱耿耀;;二維振蕩水翼推進(jìn)效能數(shù)值模擬及分析[A];第二十五屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十二屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2013年

2 楊亮;蘇玉民;秦再白;;黏性流場(chǎng)中二維擺動(dòng)水翼的水動(dòng)力分析[A];第七屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十九屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集（下冊(cè)）[C];2005年

3 陳建宏;吳炳承;;自由液面附近的二維水翼空化流場(chǎng)分析[A];第二十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第八屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨兩岸船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2008年

4 王小川;郭棟;;新三峽高速旅游快巴新興產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)——“親舟Ⅱ型”全通透三水翼觀光游船研制[A];第十屆全國(guó)內(nèi)河船舶與航運(yùn)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

5 劉韻晴;吳欽;陳倩;黃彪;張漢哲;王國(guó)玉;;不同材料水翼水動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)研究[A];第三十屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十五屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(上冊(cè))[C];2019年

6 王國(guó)玉;張博;黃彪;余志毅;;繞水翼云狀空化流動(dòng)結(jié)構(gòu)的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[A];第二十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第八屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨兩岸船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2008年

7 胡子俊;吳乘勝;蘭波;張華;;二維水翼推力特性CFD計(jì)算研究[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（下冊(cè)）[C];2012年

8 許國(guó)冬;段文洋;;振動(dòng)水翼在波浪中的推進(jìn)性能分析[A];第八屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2014年

9 宋明太;徐良浩;彭曉星;曹彥濤;;橢圓水翼梢渦空化形態(tài)與噪聲特征研究[A];第十五屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2015年

10 任俊生;楊鹽生;;對(duì)高速水翼雙體船靜水中運(yùn)動(dòng)的再研究[A];2002航海實(shí)用新技術(shù)論文集[C];2002年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 記者 桂雪琴;全通透三水翼游船從概念走向?qū)嵈琜N];中國(guó)船舶報(bào);2006年

2 記者 蔡曉蕓;無(wú)錫建造首批“三峽游”三水翼游船[N];華東旅游報(bào);2006年

3 周永峰;周?chē)?guó)東;夢(mèng)系水翼馳遠(yuǎn)方[N];中國(guó)水運(yùn)報(bào);2002年

4 記者 李強(qiáng)　實(shí)習(xí)生 劉偉;福州臺(tái)北間將開(kāi)行水翼噴射船[N];福州日?qǐng)?bào);2009年

5 記者 李強(qiáng)　實(shí)習(xí)生 劉偉;福州至臺(tái)北水翼噴射船5月首航[N];福州日?qǐng)?bào);2009年

6 周小進(jìn);艦艇“輕功”靠水翼[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2010年

7 思 齊;三棲汽車(chē)能飛能游又能跑[N];大眾科技報(bào);2004年

8 王忠虎　王正祥;巫山農(nóng)民工青睞水翼飛船[N];中國(guó)水運(yùn)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 儲(chǔ)定慧;水翼法推進(jìn)機(jī)理及仿生系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 劉曉白;仿海龜柔性水翼推進(jìn)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

3 周凱;典型仿生水翼的推進(jìn)及能量吸收機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 封培元;基于新型節(jié)能推進(jìn)水翼的船舶耐波與操縱性能改進(jìn)研究[D];上海交通大學(xué);2014年

5 邱寧;泵葉輪材料空蝕試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 翟亮;水翼參數(shù)對(duì)雙體小水線(xiàn)面水翼復(fù)合船阻力性能的影響[D];上海交通大學(xué);2016年

2 劉立超;基于面元法的多工況水翼研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

3 劉胡濤;基于流固耦合的水翼渦激振動(dòng)數(shù)值研究[D];上海交通大學(xué);2016年

4 劉龍;三維水翼流致振動(dòng)和噪聲的數(shù)值研究[D];上海交通大學(xué);2018年

5 張國(guó)政;二維剛性翼擺動(dòng)推進(jìn)的水動(dòng)力分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

6 高昕;水翼推進(jìn)性能分析及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

7 孫洪雨;被動(dòng)式擺動(dòng)水翼潮流能量獲取技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

8 閆娜;仿海龜水翼推進(jìn)性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

9 劉曉白;一種水下航行體的仿水翼法推進(jìn)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

10 李雙林;穿浪艇控制水翼優(yōu)化及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2635505