本文關鍵詞：半滑行狀態(tài)游艇艇型優(yōu)化研究

  更多相關文章： 半滑行游艇 數(shù)值模擬 阻力性能 艇型優(yōu)化

【摘要】：隨著游艇產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對游艇航行性能的要求也越來越高。研究和開發(fā)具有優(yōu)良性能的大型豪華游艇，對于建立我國游艇自有品牌、促進游艇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。目前，，大型豪華游艇的航行狀態(tài)多處于半滑行狀態(tài)，因此，針對半滑行狀態(tài)的游艇進行性能研究及艇型優(yōu)化具有一定的實際應用價值。 本文的主要工作是以一艘62英尺的半滑行狀態(tài)豪華游艇為研究對象，尋求一種基于CFD技術的阻力預報方法，并對艇型進行優(yōu)化。 首先，采用CFD商用計算軟件FLUENT的前處理軟件Gambit建立實艇三維模型，并應用FLUENT，選取湍流模型RNG k-模型，結合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，再將模擬結果與修正的SIT法和回歸公式法的阻力計算結果進行了對比分析，以驗證本文數(shù)值模擬方法的可靠性。同時，還對半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，對影響半滑行狀態(tài)游艇阻力性能的主要因素進行了探討和分析，并以改善半滑行狀態(tài)游艇的阻力性能為目的，應用經(jīng)驗公式結合數(shù)值模擬的方法，對游艇主尺度不變，僅改變橫向斜升角、重心縱向位置和折角線形狀所形成的六個船型方案進行了游艇總阻力計算，同時，對各個船型方案的阻力變化和航行尾流情況進行了比較和分析，得出了阻力性能優(yōu)良的艇型。 最后，本文采用修正的SIT法建立了船型優(yōu)化數(shù)學模型，利用罰函數(shù)法進行了優(yōu)化計算，通過MATLAB編寫阻力計算程序，尋求具有良好阻力性能的最佳艇型。
【關鍵詞】：半滑行游艇 數(shù)值模擬 阻力性能 艇型優(yōu)化
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U674.91
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 半滑行狀態(tài)游艇綜述11-13
• 1.2.1 半滑行狀態(tài)游艇發(fā)展概況11-12
• 1.2.2 半滑行狀態(tài)游艇的主要特點12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 半滑行艇阻力性能研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 半滑行艇艇型優(yōu)化研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究方法及研究內(nèi)容17-19
• 第二章 半滑行狀態(tài)游艇阻力計算基本理論與方法19-37
• 2.1 半滑行艇航行過程中的阻力分析19-20
• 2.2 滑行平板流體動力分析20-23
• 2.3 半滑行艇阻力計算半理論半經(jīng)驗方法23-28
• 2.3.1 修正 SIT 法23-27
• 2.3.2 查潔法27-28
• 2.4 回歸公式法28-30
• 2.5 數(shù)值模擬方法30-35
• 2.5.1 基本控制方程30-33
• 2.5.2 離散化基本方法33-34
• 2.5.3 自由液面模擬方法34-35
• 2.6 本章小結35-37
• 第三章 半滑行游艇阻力數(shù)值模擬計算37-59
• 3.1 研究對象37-38
• 3.2 數(shù)值模擬計算38-50
• 3.2.1 模型的建立38-39
• 3.2.2 計算狀態(tài)的選取39-41
• 3.2.3 計算域的選取41-42
• 3.2.4 網(wǎng)格的劃分42
• 3.2.5 設置邊界條件42-43
• 3.2.6 FLUENT 中的參數(shù)設置及模型選擇43-45
• 3.2.7 數(shù)值模擬計算結果分析45-50
• 3.3 方法對比研究及模型可靠性分析50-57
• 3.3.1 采用修正的 SIT 法估算總阻力50-53
• 3.3.2 采用回歸公式法估算總阻力53-56
• 3.3.3 數(shù)值模擬方法對比與驗證56-57
• 3.4 本章小結57-59
• 第四章 游艇阻力的影響因素分析及其優(yōu)化59-74
• 4.1 橫向斜升角和重心縱向位置對游艇阻力影響分析59-69
• 4.1.1 橫向斜升角變化對阻力性能的影響59-61
• 4.1.2 重心縱向位置對阻力的影響61-63
• 4.1.3 艇型優(yōu)化及數(shù)值模擬分析63-68
• 4.1.4 分析與結論68-69
• 4.2 折角線形狀對游艇阻力的影響分析69-73
• 4.2.1 原艇及優(yōu)化艇折角線參數(shù)選擇69-73
• 4.2.2 折角線對游艇阻力的影響分析及優(yōu)化結果73
• 4.3 本章小結73-74
• 第五章 基于罰函數(shù)的艇型優(yōu)化74-85
• 5.1 艇型優(yōu)化方法74-78
• 5.1.1 優(yōu)化方法74-75
• 5.1.2 罰函數(shù)法基本原理75-78
• 5.2 優(yōu)化模型78-84
• 5.2.1 目標函數(shù)78-79
• 5.2.2 設計變量79-80
• 5.2.3 約束條件80-82
• 5.2.4 MATLAB 編程及優(yōu)化結果82-84
• 5.3 本章小結84-85
• 第六章 總結與展望85-87
• 6.1 總結85-86
• 6.2 展望86-87
• 參考文獻87-93
• 攻讀碩士期間取得的研究成果93-94
• 致謝94-95
• 附件95

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙峰;李勝忠;楊磊;劉卉;;基于CFD的船型優(yōu)化設計研究進展綜述[J];船舶力學;2010年07期

2 周志勇;;CFD在船型優(yōu)化中的應用[J];船舶設計通訊;2005年02期

3 鐘本基;;深V型高速艇性能與設計特點[J];船舶工程;1990年05期

4 王中;盧曉平;付攀;;水面艦船減阻節(jié)能球鼻艏理論及模型試驗研究[J];海軍工程大學學報;2008年03期

5 姚朝幫;董文才;許勇;岳國強;;RBF神經(jīng)網(wǎng)絡在深V型滑行艇阻力預報中的應用[J];海軍工程大學學報;2010年01期

6 都紹裘,榮煥宗,李影桓;應用多結點基樣條函數(shù)計算興波阻力和改進船型[J];艦船科學技術;1987年05期

7 張喬斌;尹成彬;吳開峰;;滑行艇阻力近似計算方法對比研究[J];中國艦船研究;2012年03期

8 何志飛,邢圣德;滑行艇之最佳阻力[J];江蘇船舶;1996年04期

9 吳明;王驍;楊波;石愛國;楊寶璋;;船舶幾種浮態(tài)下阻力的數(shù)值計算方法[J];中國航海;2009年03期

10 顧小霖;計算圓舭快艇阻力的一種簡便方法[J];中國造船;1984年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李亞軍;高速滑行艇縱向運動穩(wěn)定性預報方法研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

本文編號：917068