小水線面雙體船（SWATH）因其優(yōu)異的耐波性能成為當(dāng)前重要的高性能船舶之一。針對某SWATH試驗(yàn)船,分別采用經(jīng)驗(yàn)公式估算方法、CFD數(shù)值計(jì)算方法和船模試驗(yàn)測試方法對其螺旋槳脈動(dòng)壓力進(jìn)行了預(yù)報(bào)分析。結(jié)果表明,SWATH船在無空泡狀態(tài)下螺旋槳脈動(dòng)壓力整體較小,在早期設(shè)計(jì)階段可以用常用的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行初步估算;CFD數(shù)值計(jì)算方法能滿足實(shí)際工程需要,為SWATH船螺旋槳脈動(dòng)壓力計(jì)算和艉部振動(dòng)控制提供了參考。 

【文章來源】：中國造船. 2020,61(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

SWATH船外形示意圖表1船體主尺度xyz

。表3螺旋槳脈動(dòng)壓力估算結(jié)果估算方法葉頻幅值/PaHolden法（DNV）155.2簡化的Holden法（CCS）115.3CB/Z法（CCS）142.93CFD數(shù)值計(jì)算采用粘性RANS數(shù)值方法和滑移網(wǎng)格技術(shù)，對SWATH船螺旋槳誘導(dǎo)的船體表面脈動(dòng)壓力進(jìn)行數(shù)值預(yù)報(bào)。計(jì)算模型縮尺比為1∶16。計(jì)算域通常選取為包含船體的柱形區(qū)域，由于計(jì)算模型左右對稱，只選取其中一半。計(jì)算域的上游入口位于船首前ppL處，下游出口位于船尾后2ppL處，徑向遠(yuǎn)場距離船體中心ppL處，如圖2所示。其中上游入口和徑向遠(yuǎn)場為速度條件，下游出口為壓力條件，船體和螺旋槳表面為無滑移條件，不考慮自由面的影響，將水線面定義為對稱邊界。圖2計(jì)算區(qū)域?yàn)榱颂岣哂?jì)算精度，船體表面網(wǎng)格尺寸為0.0018ppL；為了準(zhǔn)確捕捉船尾的復(fù)雜分離流動(dòng)，船尾網(wǎng)格進(jìn)行了加密，其表面網(wǎng)格為0.0009ppL；整個(gè)船體表面第一層網(wǎng)格高度為0.000036ppL，增長比率為1.1，層數(shù)為10。在螺旋槳旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)為430萬，船體靜止區(qū)域采用六面體網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)為437萬，整個(gè)計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格總數(shù)為867萬，如圖3所示。Lpp2LppLppLppLpp2Lpp

148中國造船學(xué)術(shù)論文（a）船體靜止區(qū)域（b）船體首部（c）船體尾部區(qū)域（d）槳葉表面圖3計(jì)算模型網(wǎng)格劃分根據(jù)以上設(shè)置，不考慮螺旋槳空泡，采用CFD軟件FLUENT計(jì)算。時(shí)間步長t為螺旋槳旋轉(zhuǎn)1°所需的時(shí)間，總共計(jì)算旋轉(zhuǎn)7周的時(shí)間。轉(zhuǎn)速n=20r/s，模型直徑D=0.25m，密度=998.2kg/m3，模型螺旋槳進(jìn)速系數(shù)J=0.8186，水速U=4.09m/s，對應(yīng)的實(shí)船水速為6kn。得到的船體和槳葉表面的壓力系數(shù)分布如圖4所示。（a）船體（b）槳葉圖4船體表面壓力系數(shù)分布


本文編號：3064426