基于CFD的船舶水動力計算及操縱運動仿真.pdf

1、本研究以救助船操縱模擬器的開發(fā)應(yīng)用為背景，圍繞其核心內(nèi)涵----船舶運動數(shù)學(xué)模型的建立和解算展開研究。首先建立船舶水面三自由度操縱運動模型;其次利用商業(yè)CFD軟件Fluent對模型中的水動力系數(shù)進(jìn)行了數(shù)值計算;最后運用Matlab編制m文件實現(xiàn)模型的數(shù)值求解及運動仿真，并就其結(jié)果進(jìn)行比對分析。在水平面運動模型方面，運用整體型方法進(jìn)行流體動力建模，利用泰勒公式將船舶所受的流體動力進(jìn)行一階線性展開，對其受力進(jìn)行簡化，一并考慮船、槳、舵的流體

2、動力及相互間的干擾，用水動力系數(shù)表示。之后又推導(dǎo)了反映船舶轉(zhuǎn)艏角速度與舵角之間關(guān)系的操縱響應(yīng)型模型。在水動力系數(shù)解算方面，借鑒了平面運動機構(gòu)試驗法(PMM)。首先，通過簡單幾何體的附加質(zhì)量計算驗證了計算方法的正確性;隨后，計算了“育鯤”輪在靜水條件下，涉及水面三自由度運動的8項水動力系數(shù)，并對影響計算結(jié)果的因素進(jìn)行了深入的分析。為達(dá)到模擬船舶運動的目的，通過Matlab編制m文件，運用Runge-Kutta積分法分別數(shù)值求解兩種模型。針