本文關(guān)鍵詞：規(guī)則波中箱型駁船頂浪航行波浪力特征的研究

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【摘要】：隨著我國海上運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,駁船運(yùn)輸以其良好的經(jīng)濟(jì)效益承擔(dān)完成了相關(guān)海上貨物運(yùn)輸工作,占據(jù)了航運(yùn)業(yè)一席之地。駁船的操縱特性也越來越受到大家的關(guān)注,與之相關(guān)的研究也日益開展起來,其中準(zhǔn)確的預(yù)報駁船的波浪力對駁船的操縱性研究有著重要的意義。近年來高性能計算平臺的計算能力得到很大的提升,不斷滿足針對船舶的計算流體力學(xué)(CFD)計算要求。運(yùn)用CFD技術(shù),建立數(shù)值波浪水池進(jìn)行駁船波浪力的模擬計算,與傳統(tǒng)的水池實(shí)驗(yàn)相比有著成本低、周期短、避免尺度效應(yīng)的優(yōu)勢。CFD技術(shù)在船舶波浪力的研究中應(yīng)用較為廣泛。本文以駁船系列中具有代表性的箱型駁船為研究對象,利用CFD軟件Fluent建立了數(shù)值水池,運(yùn)用動網(wǎng)格技術(shù)模擬了箱型駁船的迎浪航行。首先,建立數(shù)值水池實(shí)現(xiàn)了箱型駁船船模的水池實(shí)驗(yàn),并將數(shù)值模擬結(jié)果與船模水池實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比,從而確定了數(shù)值模擬的可靠性。之后,建立實(shí)際尺寸箱型駁船模型,進(jìn)行不同波浪條件下駁船迎浪航行的數(shù)值模擬計算。最后,提取數(shù)值模擬的相關(guān)數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,最終得出箱型駁船在不同波浪條件下的波浪力特點(diǎn)以及流場特征。本文的數(shù)值模擬中控制方程的離散采用有限體積法格式為二階迎風(fēng)格式,湍流模型為RNG κ-ε湍流模型,速度壓力耦合采用SIMPLE算法。
【關(guān)鍵詞】：箱型駁船 波浪力 計算流體力學(xué)
【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】：U661.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 數(shù)值模擬基本理論和方法16-33
• 2.1 數(shù)值模擬16-19
• 2.1.1 數(shù)值模擬流程16-18
• 2.1.2 FLUENT簡介18-19
• 2.2 粘性流體運(yùn)動控制方程19-21
• 2.2.1 質(zhì)量守恒定律19
• 2.2.2 動量守恒定律19-20
• 2.2.3 控制方程20-21
• 2.3 湍流模型21-26
• 2.3.1 κ-ε湍流模型22
• 2.3.2 RNG κ-ε湍流模型22-23
• 2.3.3 κ-ω湍流模型23-25
• 2.3.4 SST κ-ω湍流模型25-26
• 2.4 多相流模型26-27
• 2.5 規(guī)則波模型27-28
• 2.6 數(shù)值方法28-32
• 2.6.1 離散方法28-29
• 2.6.2 離散方程的計算格式29-31
• 2.6.3 求解算法31-32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第3章 箱型駁船模型數(shù)值模擬33-42
• 3.1 箱型駁船模型三維建模33-35
• 3.2 網(wǎng)格劃分35-38
• 3.2.1 ICEM CFD網(wǎng)格劃分步驟36-37
• 3.2.2 計算域的網(wǎng)格37-38
• 3.3 箱型駁船模型靜水直航數(shù)值模擬38-39
• 3.4 結(jié)果及分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 實(shí)尺度箱型駁船數(shù)值模擬42-63
• 4.1 箱型駁船靜水中直航數(shù)值模擬42-47
• 4.1.1 計算模型及計算域設(shè)定42-43
• 4.1.2 邊界條件及數(shù)值方法設(shè)置43-44
• 4.1.3 結(jié)果及分析44-47
• 4.2 箱型駁船頂浪航行數(shù)值模擬47-62
• 4.2.1 計算域及網(wǎng)格劃分47-52
• 4.2.2 邊界條件及數(shù)值方法設(shè)置52-53
• 4.2.3 結(jié)果對比和分析53-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第5章 駁船頂浪航行數(shù)值模擬63-75
• 5.1 實(shí)尺度駁船數(shù)值模擬63-67
• 5.1.1 船舶建模和計算域設(shè)置63-64
• 5.1.2 網(wǎng)格劃分64-66
• 5.1.3 試驗(yàn)設(shè)計及求解設(shè)置66-67
• 5.2 結(jié)果及分析67-73
• 5.2.1 波向角對波浪力系數(shù)的影響67-70
• 5.2.2 波向角對波浪力系數(shù)的回歸方程70-71
• 5.2.3 船體形狀對波浪力系數(shù)的影響71-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第6章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文82-83
• 致謝83-84
• 作者簡介84

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本文編號：684381