大型郵輪開敞式游步甲板氣流場環(huán)境的平順與穩(wěn)定,將給乘客游步觀光與娛樂活動(dòng)帶來舒適愉悅的環(huán)境,而在不利的頂部氣流場環(huán)境下,受高壓回旋氣流作用和建筑通道的抽吸作用,郵輪煙囪排放擴(kuò)散的煙氣性氣體可能將漂浮沉降于船尾游步觀光甲板區(qū),會(huì)回旋滯留于煙囪附近游步甲板區(qū),更嚴(yán)重的話會(huì)在氣流的裹挾作用下進(jìn)入艙室人員進(jìn)出通道與換氣進(jìn)風(fēng)管道,不僅給郵輪造成極為有害的污染性影響,也對戶外游步觀光與娛樂活動(dòng)的乘客帶來極度不適感甚至毒副作用。游步甲板區(qū)域煙流場(煙氣擴(kuò)散特性)是反映并衡量大型郵輪舒適度與環(huán)保的重要品質(zhì)性指標(biāo)�；谏鲜鲈�,本文在基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論、煙氣擴(kuò)散原理的基礎(chǔ)上,開展了大型郵輪煙流場數(shù)值計(jì)算研究。結(jié)合船舶甲板氣流組織數(shù)值仿真方法,對不同偏航角和速度比對游步甲板區(qū)域煙流場分布特性進(jìn)行研究,同時(shí)分析了四種雙煙囪布置形式對煙氣擴(kuò)散的影響,獲得了大型郵輪煙氣擴(kuò)散規(guī)律及較優(yōu)的煙囪布置形式。通過增加煙囪的高度的方法,消除了不利偏航角度和煙囪布置形式對煙氣擴(kuò)散的影響。主要研究內(nèi)容如下:1.闡述了全球大型郵輪發(fā)展現(xiàn)狀以及我國大型郵輪發(fā)展前景;分類歸納整理了國內(nèi)對于甲板氣流場的研究現(xiàn)狀及國外對于煙氣擴(kuò)散的研究現(xiàn)狀。2.研究計(jì)算流體力學(xué)(CFD)計(jì)算基本理論,分析幾種常見的湍流模型和網(wǎng)格劃分方法適用范圍;確定了本文使用的湍流模型和采用混合網(wǎng)格劃分計(jì)算域,確立數(shù)值模擬計(jì)算的初始條件和邊界條件。3.在煙氣擴(kuò)散理論的基礎(chǔ)上,通過分析對比明確了本文所使用的研究方法,分析了煙氣下洗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,總結(jié)了三種對船舶煙氣擴(kuò)散影響的關(guān)鍵因素:湍流區(qū)域、速度比、偏航角,同時(shí)為后文對游步甲板區(qū)域煙氣擴(kuò)散進(jìn)行數(shù)值模擬提供了理論基礎(chǔ)。4.在船舶煙氣擴(kuò)散的理論基礎(chǔ)上,引入了偏航角和速度比兩個(gè)參數(shù),提出將偏航角和速度比進(jìn)行組合的研究方法,分析了28種組合下大型郵輪游步甲板區(qū)域煙流場的煙流場的分布情況,獲得了煙氣擴(kuò)散的分布規(guī)律。5.在大型郵輪單煙囪數(shù)值模擬研究結(jié)果基礎(chǔ)上,對大型郵輪四種雙煙囪布置形式進(jìn)行研究,將煙囪布置形式分別與偏航角0°,30°及4種速度比進(jìn)行組合,得到了較優(yōu)的大型郵輪雙煙囪布置形式。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U698.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)基本理論
    2.1 引言
    2.2 CFD數(shù)值計(jì)算理論及求解過程
    2.3 數(shù)值計(jì)算方法
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 離散方法
        2.3.4 SIMPLE算法
    2.4 網(wǎng)格劃分技術(shù)
        2.4.1 網(wǎng)格類型
    2.5 邊界條件
    2.6 本章小結(jié)
第3章 煙氣擴(kuò)散原理
    3.1 引言
    3.2 煙囪周圍氣體流動(dòng)
    3.3 船舶煙氣擴(kuò)散影響因素
        3.3.1 湍流區(qū)域
        3.3.2 速度比
        3.3.3 偏航角
    3.4 本章小結(jié)
第4章 單煙囪煙氣擴(kuò)散數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值計(jì)算
        4.2.1 計(jì)算模型
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 邊界條件
    4.3 計(jì)算結(jié)果分析
        4.3.1 船體周圍流場分布`
        4.3.2 煙囪頂部速度云圖
        4.3.3 偏航角對煙氣擴(kuò)散的影響分析
        4.3.4 速度比對煙氣擴(kuò)散的影響分析
        4.3.5 煙囪高度對煙氣擴(kuò)散的影響分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 雙煙囪煙氣擴(kuò)散數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算模型的建立
    5.3 煙囪橫向排列計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.1 不同偏航角下渦量云圖對比分析
        5.3.2 偏航角對煙氣擴(kuò)散的影響
        5.3.3 速度比對煙氣流場的影響
    5.4 煙囪縱向排列計(jì)算結(jié)果
        5.4.1 不同偏航角下渦量云圖對比分析
        5.4.2 偏航角對煙氣流場的影響
        5.4.3 速度比對煙氣流場的影響
        5.4.4 不同煙囪布置形式對比分析
        5.4.5 煙囪高度對煙氣擴(kuò)散的影響分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文研究總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及專利
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2861253