在船舶領域中,水動力學一直以來都是研究的重點,隨著相關技術的逐步完善,使得可用于船舶性能及流動細節(jié)分析的軟件隨之增多,Fluent便是其中之一,其類型為CFD軟件包。與常規(guī)船型相比,肥大船型具有一定的特殊性,即粘性阻力大,這在一定程度上影響了此類船型航行速度的提升。為給船型改良提供詳細可靠的依據(jù),可以運用Fluent軟件對肥大船型的粘性流場性能進行分析。鑒于此,從低速肥大船型在水面上的流動特點分析入手,論述基于Fluent的低速肥大船型的粘性流場性能,為肥大船型優(yōu)化改進提供依據(jù)。 

【文章來源】：艦船科學技術. 2020,42(20)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

肥大船型首部面網(wǎng)格的布置情況Fig.1Schematicdiagramofthelayoutofthemeshattheheadofalargeship

?甑募撲閔細?泳?貳?由于本次研究的是低速肥大船型的粘性流場問題，因此決定采用該軟件中的單精度求解器對模型進行求解。在Solve求解器中對多網(wǎng)格的默認精度值進行修改，減小迭代變化次數(shù)，具體的變化如下：p=(1+α)p·old,(2)p式中，α為亞松弛因子，假設該因子為0.2，則作為限制變量，每次迭代的最大改變幅度不得超過20%，本次計算中阿爾法的取值為0.5。2.4數(shù)據(jù)處理通過船舶模型試驗的方法對計算的正確性進行驗證，由試驗所得的阻力曲線及成分如圖3所示。圖3肥大船型的阻力曲線及成分Fig.3Resistancecurveandcompositionoflargeship因波形測量對相關試驗儀器設備的靈敏度具有比較高的要求，加之本次的試驗對象為低速肥大船型，此類船型的波高較小，因此，只對高速進行測量，結(jié)果如圖4所示。本次研究的這種船型具有線形豐滿的特點，下水后在波浪的作用下，船體的濕表面積相對較大。同時，粘性阻力的占比非常高。當該船型在水面上以中速或是低速向前行駛時，粘性阻力可以達到80%以上，與本次研究所得的結(jié)果基本相同。3結(jié)語在各種船型當中，肥大船型的載貨量最大，其在水面上航行時所受的粘性阻力也非常大，在總阻力中的占比較高，這極不利于該船型航速的提升。為有效解決這一問題，可以運用Fluent軟件，對肥大船型的粘性流場性能進行分析，通過建立船型的模型、劃分網(wǎng)格，進行求解優(yōu)化，從而可以快速對船型進行改良，最大限度降低粘性阻力的影響，以此來達到提升航行速度的目的。參考文獻：張維英,董震鵬,陳靜,等.基于FLUENT的拖網(wǎng)漁船球鼻艏形狀減阻優(yōu)化研究[J].大連理工大學學報,2018(3):45–47.[1]張恒,詹成勝.基于

況發(fā)生。在對網(wǎng)格的布設質(zhì)量進行控制時，可以采用壁面函數(shù)的方法，由于首層網(wǎng)格的間距較遠，因此，可以用Y對該間距進行描述，具體如下：Y=ρμty/μ,(1)式中，y為首層網(wǎng)格與壁面的距離，為防止Y值小于12，y的取值范圍應當在30～300這一區(qū)間范圍內(nèi)。故此，Y值應不超出4～5這一區(qū)間。肥大船型首部與尾部的船體網(wǎng)格布置情況分別如圖1和圖2所示。圖1肥大船型首部面網(wǎng)格的布置情況Fig.1Schematicdiagramofthelayoutofthemeshattheheadofalargeship圖2肥大船型尾部面網(wǎng)格的布置情況Fig.2Schematicdiagramofthelayoutofthemeshontheaftsideofalargeship·8·艦船科學技術第42卷

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FLUENT的拖網(wǎng)漁船球鼻艏形狀減阻優(yōu)化研究[J]. 張維英,董震鵬,陳靜,毛曉旭,金釗,胡麗芬.  大連理工大學學報. 2018(02)
[2]基于CFD的船舶阻力尺度效應研究[J]. 張恒,詹成勝.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2015(02)
[3]單體復合船型縱向運動幅頻響應函數(shù)計算的兩種粘性修正方法[J]. 王許潔,孫樹政,趙曉東,李積德.  中國造船. 2012(01)
[4]高耐波性單體船新構(gòu)型及阻力性能分析[J]. 劉流,李積德,孫樹政.  船海工程. 2010(03)
[5]應用FLUENT軟件優(yōu)化船舶阻力性能[J]. 謝玲玲,陳順懷,吳靜萍.  華中科技大學學報(自然科學版). 2009(06)



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