基于CFD方法的船舶旋回仿真研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計(jì)，造成港內(nèi)水域船舶碰撞事故的主要原因是船舶駕駛員對船舶操縱性的掌握不足。在海上船舶航行過程中，船舶駕駛員要隨時有效地控制船舶的運(yùn)動，實(shí)施對船舶操縱的有效控制就必須了解本船的操縱性能和外界環(huán)境對本船操縱的綜合影響。船舶操縱性一直是國際航海界研究的熱點(diǎn)問題，2002年，IMO(international maritime organization)頒布了船舶操縱性標(biāo)準(zhǔn)，掀起了又一股船舶操縱性研究的熱潮。船舶旋回性船舶操縱性的主要指標(biāo)之

2、一。
　　隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)(CFD，Computational FluidDynamic)不斷在船舶水動力學(xué)方面應(yīng)用，也為船舶操縱性的研究提供了一種更加精確、經(jīng)濟(jì)的研究方法。
　　本文基于CFD方法，通過求解RANS（Reynolds averaged Navier-stokes）方程數(shù)值模擬船舶在海上的旋回操縱。其中，湍流模型選用SST k-ω模型;壁面處理采用壁面函數(shù)方法;自由液面采用單項(xiàng)LEVEL

3、 SET方法處理;采用FVM(FiniteVolume Method)離散化RANS方程，其中空間和時間的離散格式均為二階精度;選用PISO(Pressure Implicit Split-Operator)算法調(diào)整離散方程，再求解;網(wǎng)格的劃分選用更加節(jié)省計(jì)算資源的重疊網(wǎng)格技術(shù)，且通過求解剛體運(yùn)動方程來實(shí)現(xiàn)船體的6自由度運(yùn)動，從而得到船舶在旋回過程中的各個運(yùn)動姿態(tài)數(shù)據(jù)。
　　本文以大連海事大學(xué)實(shí)習(xí)船“育鯤”輪為例，建立實(shí)尺寸船舶模