本文關(guān)鍵詞：基于CFD的多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究

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【摘要】：船舶在航行中不僅會(huì)受到波浪力的作用,還會(huì)受到風(fēng)載荷的影響,雖然MOSS型LNG船舶上層建筑相互之間對(duì)于風(fēng)載荷影響不可忽略,但是各部分相對(duì)獨(dú)立,具有明顯的繞流特性,類(lèi)似于多組合半球體繞流,通過(guò)對(duì)多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究將為研究LNG船舶風(fēng)載荷的數(shù)值方法和網(wǎng)格劃分方法奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并可以提高LNG船舶風(fēng)載荷數(shù)值預(yù)報(bào)精度,同時(shí)對(duì)改進(jìn)和提升LNG船舶操縱性能和安全航行有重要作用。因此本文基于粘流理論,利用Fluent計(jì)算平臺(tái),對(duì)多組合半球體繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。本文對(duì)組合半球體進(jìn)行了三維建模和計(jì)算域的設(shè)定,為驗(yàn)證選取的網(wǎng)格劃分方法和數(shù)值方法的可靠性及穩(wěn)定性,對(duì)雷諾數(shù)Re=2×106下的半球體繞流進(jìn)行數(shù)值模擬,并將數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,確定了網(wǎng)格劃分方法和Realizable k-ε湍流模型對(duì)組合半球體進(jìn)行數(shù)值模擬。然后以大氣邊界層指數(shù)律模擬現(xiàn)實(shí)風(fēng)場(chǎng)情況,對(duì)雷諾數(shù)Re=8×106、Re=4×107和Re=7.2×107時(shí)的單組合半球體繞流、雙組合半球體串列繞流、三組合半球體串列繞流和四組合半球體串列繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,得到了多組合半球體繞流特征,并應(yīng)用此方法對(duì)LNG船舶周?chē)L(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,當(dāng)單組合半球體繞流時(shí),流場(chǎng)特征基本相似,雷諾數(shù)變化對(duì)回流區(qū)寬度和邊界層分離點(diǎn)位置影響較小,阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)增加而增加;當(dāng)多組合半球體串列繞流時(shí),流線(xiàn)開(kāi)始從兩組合半球體之間的間隙穿過(guò),從下游組合半球體的另一側(cè)流向下游,大尺度渦依然形成于組合半球體的后半部?jī)蓚?cè)和背部。大尺度渦的個(gè)數(shù)不隨雷諾數(shù)的改變和組合半球體個(gè)數(shù)的增加而改變。本文討論的數(shù)值模擬方法可以捕捉更多的風(fēng)場(chǎng)流動(dòng)細(xì)節(jié)和瞬態(tài)影響,提高數(shù)值模擬精度,計(jì)算得到的LNG船舶的縱向阻力系數(shù)與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果更為接近,誤差在20%以?xún)?nèi)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 LNG船舶 船舶風(fēng)載荷 流場(chǎng)特性 組合半球體
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U661
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第2章 組合半球體繞流的基本方程與數(shù)值方法15-24
• 2.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程15-16
• 2.2 湍流模型和大渦模擬16-21
• 2.2.1 k-ε模型17-19
• 2.2.2 k-ω模型19-20
• 2.2.3 大渦模擬20-21
• 2.3 數(shù)值方法21-23
• 2.3.1 有限體積法21-22
• 2.3.2 SIMPLE算法22-23
• 2.3.3 PISO算法23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 單組合半球體繞流數(shù)值模擬24-40
• 3.1 組合半球體三維建模24-27
• 3.1.1 組合半球體的幾何參數(shù)24-25
• 3.1.2 計(jì)算域的設(shè)置25-27
• 3.2 驗(yàn)證試驗(yàn)27-33
• 3.2.1 模型、計(jì)算域及網(wǎng)格劃分27-30
• 3.2.2 邊界條件及數(shù)值方法30-31
• 3.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果31-33
• 3.3 單組合半球體繞流33-39
• 3.3.1 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.3.2 邊界條件及數(shù)值方法34-35
• 3.3.3 單組合半球體數(shù)值模擬結(jié)果35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 多組合半球體串列繞流數(shù)值模擬40-65
• 4.1 雙組合半球體串列繞流數(shù)值模擬40-45
• 4.1.1 計(jì)算域和邊界條件40-41
• 4.1.2 不同雷諾數(shù)下的流態(tài)41-43
• 4.1.3 不同雷諾數(shù)下的速度分布43-45
• 4.2 三組合半球體串列繞流數(shù)值模擬45-51
• 4.2.1 計(jì)算域和邊界條件45-47
• 4.2.2 不同雷諾數(shù)下的流態(tài)47-49
• 4.2.3 不同雷諾數(shù)下的速度分布49-51
• 4.3 四組合半球體串列繞流數(shù)值模擬51-57
• 4.3.1 計(jì)算域和邊界條件51-52
• 4.3.2 不同雷諾數(shù)下的流態(tài)52-54
• 4.3.3 不同雷諾數(shù)下的速度分布54-57
• 4.4 阻力影響分析57-61
• 4.5 整船模擬驗(yàn)證61-63
• 4.6 本章小結(jié)63-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文72-73
• 致謝73-74
• 作者簡(jiǎn)介74

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1 程飛;;基于CFD的羽毛球飛行三維氣流場(chǎng)數(shù)值模擬[J];四川水力發(fā)電;2013年06期

2 李陽(yáng);;CFD技術(shù)在貫流式水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算中的應(yīng)用研究[J];東方電機(jī);2004年04期

3 齊學(xué)義;張慶;;軸伸貫流式水輪機(jī)CFD計(jì)算的性能分析[J];排灌機(jī)械;2008年05期

4 王艷龍;陳明;;面向CFD的螺旋槳逆向三維曲面建模方法[J];船海工程;2012年04期

5 楊仁友;沈泓萃;姚惠之;;螺旋槳敞水性能CFD不確定度分析[J];船舶力學(xué);2010年05期

6 盛振國(guó);李陳峰;任慧龍;劉小龍;;基于CFD的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片氣動(dòng)性能研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

7 鄧若愚;金玉珍;胡旭東;;基于CFD的噴氣織機(jī)電磁閥特性分析[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

8 王晶輝;楊校剛;張曉君;;CFD技術(shù)及其在螺旋槳敞水性能預(yù)報(bào)上的應(yīng)用[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月刊);2011年01期

9 曾永忠;劉小兵;王輝艷;;基于CFD的混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪增容防蝕改造[J];水力發(fā)電;2008年03期

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本文編號(hào)：774236