本文關(guān)鍵詞：滑行艇艇型優(yōu)化研究

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【摘要】：在游艇的設(shè)計過程中,對艇型的綜合性能指標(biāo)要求比較嚴(yán)格,一方面要有較好的的舒適性,另一方面,優(yōu)異的水動力性能也是必須考慮的因素。因此,游艇快速性能的好壞直接決定其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣。作為游艇中速度較快的滑行艇,其快速性能顯得更為重要。因此,對滑行艇快速性能的優(yōu)化也極其重要。因此,開展游艇水動力性能的研究與阻力優(yōu)化,掌握游艇設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù),對我國游艇發(fā)展具有重要意義。本文以某滑行艇為例,基于CFD理論,對其在不同航速下的阻力進行了數(shù)值模擬,并對其艇型進行了優(yōu)化。首先,利用AutoCAD、Maxsurf建立實艇三維模型,并用Gambit對其計算域劃分網(wǎng)格,然后應(yīng)用Fluent,選取湍流模型RNG七-模型,結(jié)合VOF模型求解RANS方程,對不同航速下游艇在靜水中的直航運動進行了阻力數(shù)值模擬計算。同時,還對滑行艇航行時的周圍流場、艇底壓力以及尾流情況進行了探討和分析。其次,對影響滑行狀態(tài)游艇阻力性能的主要因素進行了探討和分析,即橫向斜升角、重心縱向位置。通過罰函數(shù),求解出最優(yōu)的平均斜升角和重心縱向位置。然后,為了進一步尋優(yōu)和分析,改變平均斜升角和重心縱向位置,形成多個艇型方案,利用Fluent對滑行艇總阻力進行計算。最后,對各個船型方案的阻力變化和艇底壓力情況進行了比較和分析,得出了阻力性能優(yōu)良的艇型,選擇阻力性能最優(yōu)的艇型方案。
【關(guān)鍵詞】：滑行艇 CFD 數(shù)值模擬 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.942
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 前述9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 滑行艇水動力性能研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 滑行艇艇型優(yōu)化研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 第2章 滑行艇阻力計算基本理論13-28
• 2.1 概述13
• 2.2 滑行平板的流體動力分析13-17
• 2.3 滑行艇阻力計算半經(jīng)驗半理論方法17-21
• 2.3.1 姆雷法17-20
• 2.3.2 查結(jié)法20-21
• 2.4 數(shù)值模擬方法21-27
• 2.4.1 控制方程22-23
• 2.4.2 湍流模型23-25
• 2.4.3 離散方法及離散格式25-27
• 2.4.4 SIMPLE算法27
• 2.4.5 自由液面處理方法27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 滑行艇阻力數(shù)值模擬計算28-45
• 3.1 計算模型28-29
• 3.2 航行姿態(tài)的確定29-31
• 3.3 數(shù)值計算31-35
• 3.3.1 計算域的選取31-32
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分32-33
• 3.3.3 邊界條件的設(shè)置33-35
• 3.3.4 數(shù)值計算結(jié)果35
• 3.4 數(shù)值模擬可靠性驗證與分析35-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 滑行艇艇型優(yōu)化45-52
• 4.1 滑行艇阻力的影響因素及分析45-47
• 4.1.1 橫向斜升角變化對阻力性能的影響45-46
• 4.1.2 重心縱向位置對阻力的影響46-47
• 4.2 艇型優(yōu)化方法47-48
• 4.2.1 罰函數(shù)算法簡介47-48
• 4.2.2 罰函數(shù)基本分類48
• 4.3 艇型優(yōu)化48-51
• 4.3.1 優(yōu)化目標(biāo)48-49
• 4.3.2 設(shè)計變量49
• 4.3.3 目標(biāo)函數(shù)49
• 4.3.4 約束條件49-50
• 4.3.5 優(yōu)化結(jié)果50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 優(yōu)化艇型的阻力計算52-69
• 5.1 優(yōu)化模型52-54
• 5.2 優(yōu)化模型的數(shù)值模擬54-55
• 5.3 計算結(jié)果對比與分析55-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-70
• 參考文獻70-73
• 致謝73

【相似文獻】

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本文編號：611515