本文關(guān)鍵詞：基于CFD的船舶阻力計算與預(yù)報研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 船舶阻力是影響船舶快速性的重要內(nèi)容之一。阻力性能良好的船舶可以提高運輸效率,節(jié)約能源,也直接關(guān)系到船舶的經(jīng)濟(jì)性能。船舶阻力性能評估是船型優(yōu)化的重要依據(jù),阻力的預(yù)報方法也一直是船舶工程屆永恒的研究主題之一,因此船舶阻力計算和預(yù)報研究同時具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程實用價值。 本文系統(tǒng)地回顧和總結(jié)了船舶阻力理論計算的發(fā)展歷程和研究進(jìn)展,詳細(xì)介紹了當(dāng)前國內(nèi)外船舶CFD的發(fā)展趨勢和阻力預(yù)報方法,采用CFD理論計算手段,基于層流、湍流等理論對航行船體的阻力進(jìn)行了計算和試驗驗證,對理論計算中獲得的船體壓阻力、黏性阻力進(jìn)行了剝離、分析,與模型試驗中獲得的剩余阻力等各成分進(jìn)行了比較和分析,對船體壁面粗糙度對阻力影響進(jìn)行了探討,提出基于CFD理論的實船阻力預(yù)報方法。 本文創(chuàng)新性地采用了壓阻力、黏性摩擦阻力的剝離、分析的方法進(jìn)行船舶阻力預(yù)報研究。研究表明:模型尺度下采用湍流黏性理論模擬計算可以獲得與模型試驗結(jié)果相比相當(dāng)不錯的結(jié)果,但模擬計算比較耗時;基于層流黏性理論模擬計算得到的船體黏性阻力不夠準(zhǔn)確,但計算模擬的時間較短,能捕捉到準(zhǔn)確的自由面形狀;對模型尺度與實船尺度的漁政船在黏性流計算中的壓阻力系數(shù)進(jìn)行比較討論可知,兩者相差不大;高航速工況下基于層流黏性理論計算得到的船體壓阻力系數(shù)與船模試驗得到的船體剩余阻力系數(shù)相當(dāng);湍流理論計算中粗糙度的加大能夠提高船體的阻力結(jié)果。 本文基于CFD進(jìn)行船舶阻力計算和預(yù)報研究,對引領(lǐng)船舶工程領(lǐng)域的廣大研究者進(jìn)行更加深入細(xì)致地研究船體阻力預(yù)報的新方法具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：剩余阻力 壓阻力 總阻力 船模 實船 層流 湍流
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：U661.311
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 符號說明13-16
• 第一章 緒論16-29
• 1.1 課題研究背景16-20
• 1.1.1 船舶阻力研究的重要性16-17
• 1.1.2 船舶阻力理論概述17-18
• 1.1.3 船舶阻力研究方法18-20
• 1.2 船舶CFD 技術(shù)發(fā)展歷史20-24
• 1.3 FLUENT 簡介24-27
• 1.3.1 FLUENT 的主要功能24-25
• 1.3.2 FLUENT 的應(yīng)用領(lǐng)域25-26
• 1.3.3 使用FLUENT 需要考慮的問題和步驟26-27
• 1.4 本文的主要研究工作27-29
• 第二章 船舶阻力與模型試驗29-36
• 2.1 阻力基本概念29-32
• 2.1.1 阻力的分類29-30
• 2.1.2 阻力系數(shù)30-32
• 2.2 船模試驗與阻力換算方法32-34
• 2.2.1 船模阻力試驗32
• 2.2.2 實船阻力換算方法32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-36
• 第三章 阻力理論計算36-54
• 3.1 勢流理論36-39
• 3.1.1 勢流基本方程36-38
• 3.1.2 勢流研究現(xiàn)狀38-39
• 3.2 湍流數(shù)值模擬方法39-46
• 3.2.1 流體動力學(xué)控制方程39-41
• 3.2.2 湍流的基本方程41-43
• 3.2.3 渦黏膜型43
• 3.2.4 RNG k-ε模型43-44
• 3.2.5 壁面函數(shù)法44-45
• 3.2.6 低Re 數(shù)k-ε模型45
• 3.2.7 湍動能方程與耗散率方程中k 和ε的計算式45-46
• 3.2.8 流場計算的SIMPLE 算法46
• 3.3 壁面粗糙理論46-53
• 3.3.1 影響試驗結(jié)果的因素46-48
• 3.3.2 船體表面粗糙度對摩擦阻力的影響48-51
• 3.3.3 壁面定律51-53
• 3.3.4 粗糙度的設(shè)定53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 漁政船船模試驗及建模計算54-60
• 4.1 漁政船船模試驗54-57
• 4.2 模型建立和數(shù)值計算57-59
• 4.2.1 模型建立57-58
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分58
• 4.2.3 數(shù)值計算內(nèi)容58-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 計算結(jié)果及分析60-90
• 5.1 船�？傋枇碚撚嬎闩c試驗比較60-61
• 5.2 壓阻力與黏性力時歷61-65
• 5.3 船模摩擦力與黏性力的比較65-66
• 5.4 湍流和層流黏性理論計算的船體壓阻力結(jié)果分析與比較66-81
• 5.4.1 湍流和層流黏性理論計算的船體壓阻力結(jié)果分析與比較66-67
• 5.4.2 不同尺度船體壓阻力系數(shù)的計算結(jié)果分析與比較67-68
• 5.4.3 剩余阻力與壓阻力的分析與比較68-70
• 5.4.4 船艏與船尾壓力比較70-78
• 5.4.5 船模在層流下自由面波形圖比較78-81
• 5.5 無黏理論下的阻力預(yù)報81-83
• 5.6 粗糙度假定下的計算結(jié)果分析83-88
• 5.7 本章小結(jié)88-90
• 第六章 總結(jié)與展望90-93
• 6.1 全文總結(jié)90-91
• 6.2 研究展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加的科研項目98

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹雪;楊啟;鄔卡佳;陳新權(quán);;基于CFD的內(nèi)河自航絞吸挖泥船阻力計算及分析[J];船舶工程;2012年S2期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 曾鋒;動水域測算靜水航速修正方法研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

2 印帥;基于實例推理技術(shù)的復(fù)合材料船艇方案設(shè)計系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 袁野;基于縱向函數(shù)的船型參數(shù)化設(shè)計及阻力性能優(yōu)化方法研究[D];大連理工大學(xué);2011年

4 趙大剛;船—槳—舵—舵球式推力鰭系統(tǒng)水動力性能數(shù)值計算[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 唐實;多槳淺吃水船型推進(jìn)性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

6 衛(wèi)光;船舶水動力系數(shù)計算及在規(guī)則波中的運動預(yù)報[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于CFD的船舶阻力計算與預(yù)報研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：358616