航速優(yōu)化是船舶智能能效管理最重要的手段之一,遠(yuǎn)洋船舶的主機(jī)功率預(yù)測(cè)對(duì)于航速優(yōu)化具有重要意義,它是遠(yuǎn)洋船舶實(shí)現(xiàn)智能能效管理的重要理論基礎(chǔ),遠(yuǎn)洋船舶的主機(jī)功率預(yù)測(cè)取決于實(shí)船的阻力計(jì)算及預(yù)報(bào)。首先,本文通過查閱阻力預(yù)報(bào)、功率預(yù)測(cè)相關(guān)文獻(xiàn),確定使用CFD軟件STAR-CCM+作為本文仿真計(jì)算工具。選取了目標(biāo)船航線,根據(jù)歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心對(duì)該航線的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定所研究的海況。選取了與目標(biāo)船類似船型的KVLCC2船,將其CFD計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)后吻合度較高,二者靜水阻力誤差在5%以內(nèi),升沉和縱傾誤差在10%以內(nèi),驗(yàn)證了 CFD方法對(duì)該類型船舶阻力計(jì)算的可行性。其次,對(duì)目標(biāo)船舶進(jìn)行建模分析,計(jì)算得到了船舶在不同航速、不同海況下的靜水阻力,并對(duì)靜水阻力中的摩擦阻力和剩余阻力分別作了分析,得到不同波長(zhǎng)船長(zhǎng)比下的阻力時(shí)歷曲線。對(duì)船舶在波浪中航行時(shí)的波浪增阻及風(fēng)阻進(jìn)行了計(jì)算。最終將各項(xiàng)阻力值匯總得到船舶在不同海況下以不同航速航行時(shí)的總阻力值。最后,對(duì)船舶推進(jìn)系統(tǒng)的效率進(jìn)行了分析,確定了各部分的效率值,結(jié)合計(jì)算所得的不同海況、不同航速下的阻力值對(duì)船舶主機(jī)功率進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析,給出各條件下的主機(jī)功率...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CFD發(fā)展研究現(xiàn)狀
        1.2.2 CFD在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展
        1.2.3 船舶失速及功率預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 船舶阻力及CFD計(jì)算理論
    2.1 船舶阻力概念
        2.1.1 船體阻力成因及分類
        2.1.2 船舶阻力系數(shù)
    2.2 興波阻力與波浪增阻
        2.2.1 興波阻力
        2.2.2 波浪增阻
    2.3 CFD阻力計(jì)算基本理論
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 有限體積法
        2.3.3 離散網(wǎng)格
        2.3.4 湍流數(shù)值模擬方法及模型
        2.3.5 壁面處理,y+值
        2.3.6 VOF波阻尼及DFBI基本原理
    2.4 軟件介紹及CFD求解流程
        2.4.1 STAR-CCM+軟件簡(jiǎn)介
        2.4.2 CFD求解流程
第3章 基于KVLCC2的船舶阻力計(jì)算驗(yàn)證分析
    3.1 船型參數(shù)
    3.2 基于KVLCC2的靜水阻力計(jì)算及驗(yàn)證分析
        3.2.1 計(jì)算域及網(wǎng)格劃分
        3.2.2 邊界條件
        3.2.3 湍流模型
        3.2.4 自由液面處理
        3.2.5 計(jì)算收斂判定標(biāo)準(zhǔn)
        3.2.6 KVLCC2船舶靜水阻力數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析驗(yàn)證
        3.2.7 流場(chǎng)細(xì)節(jié)分析
    3.3 基于KVLCC2的迎浪阻力計(jì)算及驗(yàn)證分析
        3.3.1 計(jì)算狀態(tài)分析
        3.3.2 計(jì)算域及網(wǎng)格劃分
        3.3.3 CFD分析相關(guān)參數(shù)設(shè)置
    3.4 KVLCC2船舶迎浪阻力數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析驗(yàn)證
        3.4.1 波形分析
        3.4.2 阻力及航態(tài)變化分析
        3.4.3 流場(chǎng)細(xì)節(jié)分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 目標(biāo)船阻力數(shù)值計(jì)算分析
    4.1 船型參數(shù)及幾何模型
    4.2 目標(biāo)船靜水阻力計(jì)算分析
        4.2.1 確定計(jì)算工況
        4.2.2 計(jì)算相關(guān)設(shè)置
        4.2.3 靜水阻力計(jì)算結(jié)果
        4.2.4 靜水阻力計(jì)算流場(chǎng)細(xì)節(jié)
    4.3 目標(biāo)船迎浪阻力計(jì)算分析
        4.3.1 確定計(jì)算工況
        4.3.2 計(jì)算相關(guān)設(shè)置
        4.3.3 迎浪阻力計(jì)算結(jié)果
        4.3.4 迎浪阻力計(jì)算流場(chǎng)細(xì)節(jié)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實(shí)船波浪中的主機(jī)功率預(yù)測(cè)分析
    5.1 實(shí)船靜水阻力換算
        5.1.1 二因次阻力換算
        5.1.2 阻力換算結(jié)果
    5.2 不規(guī)則波迎浪增阻預(yù)報(bào)
        5.2.1 不規(guī)則波迎浪增阻預(yù)報(bào)方法
        5.2.2 不規(guī)則波阻力計(jì)算的相關(guān)假定
        5.2.3 風(fēng)阻的求解
        5.2.4 不同波浪參數(shù)的增阻計(jì)算
        5.2.5 船舶風(fēng)浪中總阻力
    5.3 船舶主機(jī)功率計(jì)算
        5.3.1 螺旋槳敞水特性
        5.3.2 船舶功率傳遞
        5.3.3 船后收到功率估算方法
        5.3.4 船后槳收到功率計(jì)算結(jié)果
    5.4 預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際功率對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3816229