基于CFD的三體船水動力性能計算.pdf

1、近年來，隨著人們對海洋資源開發(fā)的日益迫切以及國際間領(lǐng)海爭議的日益激烈，人們對海上運輸工具——船舶提出了更高的要求。高性能船舶也越來越備受關(guān)注。與此同時，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)發(fā)展迅速。CFD由于其設計周期短、成本低、精度高等優(yōu)點，近年來已逐漸成為科研人員設計新船型的主要方法。本文基于CFD分析軟件STAR-CCM+對不同構(gòu)型的三體船進行了靜水阻力、靜水航

2、態(tài)、波浪總阻力、零航速橫搖等水動力性能的計算研究。
　　首先，本文對不同構(gòu)型的三體船進行了0.130＜Fr＜0.805范圍內(nèi)靜水阻力和靜水航態(tài)的數(shù)值計算。針對不同構(gòu)型的三體船，對比分析了其試驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬的結(jié)果，并給出了相對誤差。當三體船周邊出現(xiàn)噴濺現(xiàn)象時，相對誤差較大;當三體船的體積傅汝德數(shù)Fr▽較高時，其航態(tài)與排水航行狀態(tài)相比發(fā)生了明顯的變化。當計算工況的體積傅汝德數(shù)Fr▽較高時，應該放開三體船相應的自由度。
　　隨后

3、，本文對不同構(gòu)型的三體船進行了遭遇頻率4.0rad/s＜ωe＜15.7rad/s范圍內(nèi)波浪總阻力的數(shù)值計算。相同航速的情況下，在某個遭遇頻率范圍內(nèi)三體船的波浪總阻力相對較大，低于或高于這個頻率范圍的波浪總阻力大致相等。波浪總阻力成分的分析結(jié)果表明:造成不同構(gòu)型的波浪總阻力曲線差異的主要原因是不同構(gòu)型三體船間的“壓阻力”曲線的變化情況不一致;遭遇頻率較大或者較小時，各阻力成分（“摩擦阻力”和“壓阻力”）的變化幅值均較小，即各阻力成分的數(shù)值