本文關鍵詞：基于重疊網(wǎng)格方法的三體船耐波性研究

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【摘要】：耐波性直接影響著船舶在惡劣海況下的作業(yè)能力與適航性,是評判船舶性能優(yōu)劣的重要指標,尤其對于高速船舶更是如此。三體船由于總體性能優(yōu)越,是備受人們關注的高速船型,研究和分析三體船在波浪中的運動機理和提高三體船的運動性能是具有很重要的意義的。近年來運用實驗或者數(shù)值方法針對三體船耐波性的研究越來越多,但是運用粘性數(shù)值方法來進行計算的還比較少,從這個方面入手是具有一定的學術和工程價值的。本文采用基于重疊網(wǎng)格技術的CFD方法,對三體船在迎浪條件下的運動響應進行數(shù)值模擬,分析三體船在頻域內(nèi)的運動特性。首先,本文對一用于實驗研究的三體船模型在迎浪條件下的規(guī)則波中的運動響應進行數(shù)值計算,將縱搖、垂蕩等計算結果在頻域上與試驗值進行對比,對比的結果表明,在高速情況下,垂蕩響應幅值的計算值與試驗值差距在20%以內(nèi)；低速情況下,縱搖響應幅值計算值與試驗值差距在20%以內(nèi),驗證了本文使用的CFD方法對三體船在規(guī)則波中的運動的數(shù)值模擬是比較可靠的。然后,本文對三體船的諧搖運動進行了研究,觀察到明顯的諧搖現(xiàn)象。接著對三體船與傳統(tǒng)船型在耐波性上的區(qū)別進行研究,結果發(fā)現(xiàn),三體船在低速情況下的耐波性能與單體船差距不大,但是在高速時,三體船可以有效的降低運動響應幅值,驗證了三體船在高速時對于耐波性的改善。計算了不同側體構型的三體船在波浪中的運動響應,并將計算結果在頻域上進行對比,探究了不同航速下側體位置對于三體船耐波性的影響,并分析了不同側體構型的三體船在頻域內(nèi)的運動特性。最后,運用正交試驗法以耐波性為優(yōu)化指標對三體船側體構型進行優(yōu)化,用直觀分析法和方差分析法對計算結果進行分析,得到耐波性最優(yōu)的構型組合,并分析了縱向位置與橫向位置對三體船耐波性影響的顯著程度。
【關鍵詞】：高速三體船 耐波性 CFD 重疊網(wǎng)格技術
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.32;U674.951
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 本論文的研究背景與研究意義8
• 1.2 三體船的性能特點8-9
• 1.3 三體船的發(fā)展與研究進展9-11
• 1.4 三體船耐波性研究綜述11-13
• 1.5 本文的主要工作13-14
• 2 CFD數(shù)值計算的基本理論與方法14-28
• 2.1 計算流體力學簡介14
• 2.2 STAR-CCM+簡介14-16
• 2.3 控制方程16-18
• 2.3.1 連續(xù)性方程16-17
• 2.3.2 N-S方程17
• 2.3.3 RANS方程17-18
• 2.4 湍流模型18-23
• 2.4.1 Realizable k-ε模型19-22
• 2.4.2 SST k-ω模型22-23
• 2.5 離散方法23-24
• 2.6 重疊網(wǎng)格技術24-25
• 2.7 自由液面的模擬25-27
• 2.8 本章小結27-28
• 3 三體船波浪中運動數(shù)值驗證28-43
• 3.1 造波方法28
• 3.2 頻率響應函數(shù)28-29
• 3.3 高速三體船模型試驗29-31
• 3.4 數(shù)值計算31-35
• 3.4.1 幾何模型建立31-32
• 3.4.2 計算域選取與邊界條件的選擇32-33
• 3.4.3 計算網(wǎng)格33-34
• 3.4.4 參數(shù)設置34-35
• 3.5 計算結果與分析35-40
• 3.5.1 計算結果35-36
• 3.5.2 計算結果分析36-40
• 3.6 低頻縱搖40-41
• 3.7 本章小結41-43
• 4 三體船耐波性數(shù)值研究43-58
• 4.1 三體船諧搖分析43-44
• 4.2 三體船與單體船耐波性對比44-47
• 4.3 三體船與常規(guī)船型波形圖比較47-50
• 4.4 側體位置對三體船耐波性的影響50-53
• 4.5 可視化分析53-57
• 4.6 本章小結57-58
• 5 三體船側體構型正交優(yōu)化設計58-66
• 5.1 正交優(yōu)化方法58-59
• 5.2 三體船正交優(yōu)化59-60
• 5.3 計算結果60-62
• 5.4 結果分析62-64
• 5.4.1 直觀分析62-63
• 5.4.2 方差分析63-64
• 5.5 本章小結64-66
• 6 結論與展望66-68
• 6.1 結論66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻68-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況70-71
• 致謝71-72

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李培勇,裘泳銘,顧敏童,王文富;三體船阻力模型試驗[J];中國造船;2002年04期

2 陳淑玲,楊松林,陳飛;可調(diào)槳三體船智能推進系統(tǒng)控制參數(shù)組合優(yōu)化研究[J];華東船舶工業(yè)學院學報(自然科學版);2004年02期

3 盧曉平,酈云,董祖舜;高速三體船研究綜述[J];海軍工程大學學報;2005年02期

4 何術龍;李百齊;程明道;朱德祥;;三體船船型分析及興波干擾的模型試驗研究[J];水動力學研究與進展(A輯);2006年01期

5 黃曉瓊;陳立;楊雄輝;周心桃;;三體船波浪誘導載荷計算研究[J];中國艦船研究;2008年05期

6 孫榮;吳曉光;姜治芳;吳啟銳;盧曉暉;;三體船阻力數(shù)值計算及方案優(yōu)選[J];中國艦船研究;2008年05期

7 鄧銳;黃德波;周廣利;;三體船阻力的數(shù)值計算研究[J];哈爾濱工程大學學報;2008年07期

8 賈敬蓓;宗智;倪少玲;師華強;湯曉宇;鄭金偉;高云;;三體船模型試驗阻力分析[J];船舶力學;2009年04期

9 王中;盧曉平;王瑋;;三體船阻力回歸分析及預報方法研究[J];船舶力學;2010年04期

10 賈敬蓓;宗智;張文鵬;;前三體船概念及其阻力和運動性能試驗研究[J];中國艦船研究;2011年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李云波;馮國泰;;三體船黏流數(shù)值模擬[A];第七屆全國水動力學學術會議暨第十九屆全國水動力學研討會文集（下冊）[C];2005年

2 劉輝;林哲;;基于多梁模型的三體船波激響應[A];第四屆全國船舶與海洋工程學術會議論文集[C];2009年

3 王平;蔡新功;韓蕓;任毅;徐萍;常赫斌;;三體船側體位置水動力布局規(guī)律試驗及理論研究[A];2007年船舶力學學術會議暨《船舶力學》創(chuàng)刊十周年紀念學術會議論文集[C];2007年

4 周顯光;吳華桐;吳俊賢;黃正利;;高速三體船之運動性能預估(英文)[A];第二十一屆全國水動力學研討會暨第八屆全國水動力學學術會議暨兩岸船舶與海洋工程水動力學研討會文集[C];2008年

5 李裕龍;李云波;;三體船水動力布局和方法研究[A];2008年船舶水動力學學術會議暨中國船舶學術界進入ITTC30周年紀念會論文集[C];2008年

6 劉亮;秦江璇;孫士艷;;三體船非線性波浪載荷研究[A];2013年船舶水動力學學術會議論文集[C];2013年

7 鄧銳;黃德波;周廣利;孫華偉;;T型翼對三體船水動力性能的影響[A];2013年船舶水動力學學術會議論文集[C];2013年

8 王毅;盧曉平;;三體船在波浪中的垂蕩與升沉計算及其結果分析[A];第九屆全國水動力學學術會議暨第二十二屆全國水動力學研討會論文集[C];2009年

9 吳乘勝;王迎暉;高雷;蘭波;周德才;;波浪中三體船水動力布局優(yōu)化研究[A];第二十三屆全國水動力學研討會暨第十屆全國水動力學學術會議文集[C];2011年

10 馬山;段文洋;周立師;王瑞鋒;周耀華;;三體船在斜浪規(guī)則波中運動響應預報方法研究[A];第二十三屆全國水動力學研討會暨第十屆全國水動力學學術會議文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 周_g 楊儲郡;“海神”號三體船，，十年三易主[N];中國國防報;2011年

2 辟心;適應新軍事變革的三體船[N];中國海洋報;2004年

3 本報專稿 陳光文;三體艦現(xiàn)身“遼寧艦”母港[N];世界報;2013年

4 李志克;新概念艦船逐鹿海戰(zhàn)場[N];解放軍報;2002年

5 本報專稿 周峰;澳大利亞未來10年要追上美軍步伐[N];世界報;2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 賈敬蓓;三體船型阻力和運動性能試驗研究[D];大連理工大學;2010年

2 周廣利;三體船型阻力預報、優(yōu)化與系列性試驗分析研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳康;三體船粘性流場的模擬[D];哈爾濱工程大學;2004年

2 張雷;基于正交法的三體船側體典型構型與布局優(yōu)化方案研究[D];大連海事大學;2015年

3 龐洪林;基于CFD的高速三體船側體構型優(yōu)化研究[D];大連理工大學;2015年

4 姚漢文;三體船典型節(jié)點疲勞強度預報及影響因素分析[D];華南理工大學;2016年

5 李駿;一種水面無人艇運動模式辨識系統(tǒng)的研究[D];江蘇科技大學;2016年

6 孔祥明;海上高速三體風電場維護船結構設計及強度研究[D];江蘇科技大學;2016年

7 劉勝;基于CFD的三體船水動力性能計算[D];大連理工大學;2016年

8 秦文博;基于重疊網(wǎng)格方法的三體船耐波性研究[D];大連理工大學;2016年

9 劉輝;基于多梁模型的三體船波激響應[D];大連理工大學;2009年

10 楊德喜;高速三體船結構設計與強度評估[D];哈爾濱工程大學;2010年

本文編號：663112