針對(duì)40萬(wàn)噸超大型礦砂船(very large ore carrier,VLOC)航行過(guò)程中安全研究和船體下沉量的精確計(jì)算問(wèn)題,基于計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)方法結(jié)合商用CAE軟件進(jìn)行VLOC下沉量數(shù)值計(jì)算仿真和數(shù)據(jù)分析處理,研究不同影響因素下VLOC船體下沉量的變化規(guī)律和趨勢(shì).數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:VLOC船體下沉量與航速、水深吃水比、弗勞德數(shù)等影響因素有直接關(guān)系,縮尺船模試驗(yàn)進(jìn)一步深入探究并驗(yàn)證下沉量與各影響因素的數(shù)值關(guān)系.數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明:VLOC的航速及水深吃水比是影響船體下沉量的重要因素,幾個(gè)物理量呈現(xiàn)高度的正相關(guān)關(guān)系.

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圖1VLOC計(jì)算網(wǎng)格

VLOC相應(yīng)的網(wǎng)格劃分見(jiàn)圖1.船體前方為速度入口邊界,后方為壓力出口邊界,船體表面、水池兩側(cè)壁和水池底部均為無(wú)滑移壁面邊界,通過(guò)VOF法模擬自由表面.為減少入口和出口邊界處波的反射,分別在入口和出口處設(shè)置長(zhǎng)度為5m的數(shù)值阻尼.由于對(duì)稱性,只需對(duì)計(jì)算域的一半進(jìn)行計(jì)算.2.2縮尺....

圖2h/T=1.2時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)

基于數(shù)值模擬的方法,對(duì)VLOC的船體總阻力、船體重心下沉量和船體縱傾角進(jìn)行研究,并將結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析,見(jiàn)圖2～6.圖3h/T=1.5時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)

圖3h/T=1.5時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)

圖2h/T=1.2時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)圖4h/T=2.0時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)

圖4h/T=2.0時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)

圖3h/T=1.5時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)圖5h/T=3.0時(shí),Rt、S和α隨Fr的變化趨勢(shì)

本文編號(hào)：3964816