船舶是世界能源的重要搬運(yùn)工,航運(yùn)市場(chǎng)價(jià)值實(shí)現(xiàn)的載體,同時(shí)也是重度能源依賴型機(jī)械,船舶節(jié)能已經(jīng)涉及到船舶制造過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)。但是,面對(duì)當(dāng)今低迷的海運(yùn)市場(chǎng),新造船數(shù)量在逐年遞減,對(duì)現(xiàn)代船舶的減阻節(jié)能研究成為一大熱點(diǎn)。目前有眾多減阻方法應(yīng)用在船舶上,比如肋條減阻法、氣幕減阻法、氣泡減阻法和高分子聚合物添加劑減阻法等等,其中技術(shù)難度不一,有的改變船舶航行狀態(tài),有的在船體增加物質(zhì)或者附體結(jié)構(gòu),最終達(dá)到減阻節(jié)能的效果。首先借鑒滑行艇中常用的減阻附體——壓浪板,對(duì)其作了一系列的研究,提出了多種不同壓浪板形式,依托目前阻力預(yù)報(bào)應(yīng)用較廣的數(shù)值模擬仿真技術(shù),利用CFD商用軟件STAR-CCM+分別進(jìn)行數(shù)值模擬分析。首先通過KCS標(biāo)準(zhǔn)船型的數(shù)值模擬驗(yàn)證計(jì)算軟件和相關(guān)方法的可行性和精確度,然后探討了不同形式的壓浪板在不同尺度參數(shù)下對(duì)船舶阻力性能的影響。然后對(duì)船舶的快速性能有較高要求的消防船船型為壓浪板的安裝載體,在數(shù)值仿真過程中對(duì)壓浪板的形狀進(jìn)行優(yōu)選,并針對(duì)最優(yōu)形狀的相關(guān)尺度參數(shù)(包括長度、寬度和角度)進(jìn)行優(yōu)化分析,得到減阻率最高的最優(yōu)壓浪板,并對(duì)其減阻機(jī)理和減阻效果進(jìn)行了較為詳細(xì)的剖析,接著簡(jiǎn)要探究了最優(yōu)壓浪板與雙尾鰭共同作用下對(duì)船舶航行阻力性能的影響,并取得了較好的減阻效果。最后利用STAR-CCM+,對(duì)船舶航行時(shí)的阻力進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào),在一系列壓浪板作用效果的研究過程中,得到了加裝不同形式壓浪板后船舶阻力性能的規(guī)律性變化,該規(guī)律對(duì)中高速船舶安裝壓浪板后的阻力預(yù)報(bào)具有通用的指導(dǎo)意義和借鑒作用以及較高的工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U663
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 壓浪板的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作
2 CFD數(shù)值模擬相關(guān)理論
    2.1 流體運(yùn)動(dòng)的控制方程
    2.2 控制方程的離散方法
    2.3 網(wǎng)格劃分理論
    2.4 湍流數(shù)值模擬
        2.4.1 直接數(shù)值模擬
        2.4.2 雷諾平均模擬
        2.4.3 大渦數(shù)值模擬
    2.5 VOF兩相流模型
        2.5.1 歐拉法
        2.5.2 界面捕捉兩相VOF
    2.6 邊界條件
        2.6.1 壁面邊界條件
        2.6.2 入口邊界條件
        2.6.3 出口邊界條件
        2.6.4 對(duì)稱邊界條件
    2.7 本章小結(jié)
3 船舶阻力性能計(jì)算
    3.1 KCS船阻力計(jì)算驗(yàn)證
    3.2 船舶建模
        3.2.1 船體幾何建模
        3.2.2 流域建立
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 阻力性能計(jì)算
        3.4.1 數(shù)值模擬阻力計(jì)算
        3.4.2 數(shù)值模擬驗(yàn)證 1957 ITTC公式
    3.5 本章小結(jié)
4 壓浪板形狀及尺寸參數(shù)對(duì)船舶阻力性能的影響
    4.1 壓浪板形狀對(duì)船舶阻力的影響
        4.1.1 平面型壓浪板對(duì)船舶阻力的影響
        4.1.2 曲面型壓浪板對(duì)船舶阻力的影響
    4.2 壓浪板長度對(duì)船舶阻力的影響
    4.3 壓浪板寬度對(duì)船舶阻力的影響
    4.4 壓浪板角度對(duì)船舶阻力的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 安裝最優(yōu)壓浪板船減阻性能分析
    5.1 安裝最優(yōu)壓浪板船的阻力計(jì)算分析
    5.2 減阻性能分析
        5.2.1 最優(yōu)壓浪板的減阻機(jī)理分析
        5.2.2 最優(yōu)壓浪板的減阻效果分析
    5.3 壓浪板在雙尾鰭消防船上的應(yīng)用簡(jiǎn)介
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳木城;;春天的小雨滴滴滴[J];中學(xué)生;2017年03期

2 張遠(yuǎn)平;;江西省第一條紅白泥耐候塑料生產(chǎn)線建成投產(chǎn)[J];建材工業(yè)信息;1989年17期

3 朱兆一;林少芬;支文崢;陳清林;蔡應(yīng)強(qiáng);;壓浪板對(duì)波浪中游艇航行的影響[J];海峽科學(xué);2016年12期

4 朱兆一;林少芬;支文崢;陳清林;蔡應(yīng)強(qiáng);;壓浪板與游艇航態(tài)及阻力性能關(guān)系的研究[J];船舶工程;2015年11期

5 袁瀟龍;張敏弟;;防浪板對(duì)兩棲車航行特性影響的研究[J];車輛與動(dòng)力技術(shù);2014年02期

6 王興權(quán);尾壓浪板對(duì)內(nèi)河方尾船阻力推進(jìn)的影響[J];武漢交通科技大學(xué)學(xué)報(bào);1999年01期

7 張素榮;黃武林;;尾壓浪板對(duì)高速排水量艇快速性能影響的試驗(yàn)研究[J];船舶工程;1983年05期

8 金夢(mèng)顯;張佳寧;張雷;荊明陽;;快艇船尾壓浪板對(duì)快艇水動(dòng)力性能的影響[J];中國水運(yùn)(下半月);2015年07期

9 盧曉平,朱學(xué)山,董祖舜,譚大力,石仲坤;消波水翼和壓浪板對(duì)高速圓舭艇航態(tài)與阻力的影響[J];中國造船;1999年03期

10 邵世明,王云才;尾壓浪板對(duì)高速艇阻力性能的影響[J];中國造船;1981年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 陳懷遠(yuǎn);船舶壓浪板設(shè)計(jì)優(yōu)化及應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2019年

2 王福生;運(yùn)輸槽罐防浪板優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2006年

3 李海寶;雙體船尾壓浪板伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

4 馬超;阻流板和尾壓浪板對(duì)滑行艇阻力性能影響[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 支文崢;壓浪板對(duì)游艇阻力與姿態(tài)影響的研究[D];集美大學(xué);2015年

6 許忠政;雙向波浪板取向并聚對(duì)水—二氯乙烷相分離的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2016年

7 劉阿麗;壓浪條和尾壓浪板對(duì)滑行艇阻力性能的影響[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

8 劉英和;T型翼和尾壓浪板對(duì)WPC耐波性影響研究[D];中國艦船研究院;2014年

9 曲寧;板式換熱器傳熱與流動(dòng)分析[D];山東大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2873512