地效翼船氣動(dòng)力特性預(yù)報(bào)的CFD應(yīng)用研究.pdf

1、計(jì)算流體力學(xué)（CFD）在船舶與海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到重視，并開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用化階段。然而，由于地效翼船幾何外形的復(fù)雜性和近地面飛行時(shí)流場(chǎng)的難以計(jì)算，在預(yù)報(bào)地效翼船氣動(dòng)力特性方面，CFD技術(shù)還未達(dá)到實(shí)用化程度。因此利用現(xiàn)代數(shù)值技術(shù)對(duì)地效翼船在近地面粘性流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)力特性進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算研究，具有重要的工程意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先對(duì)地效翼船氣動(dòng)力特性研究領(lǐng)域中的的CFD的發(fā)展和應(yīng)用情況，進(jìn)行了回顧和分析。然后利用流體力學(xué)的基本

2、理論和方法，建立了描述地效翼船在近地面飛行時(shí)的流體動(dòng)力特性的數(shù)學(xué)模型。最后利用數(shù)值計(jì)算方法，進(jìn)行了一系列的數(shù)值計(jì)算。具體計(jì)算工作和結(jié)論如下： 1）通過(guò)求解RANS方程，對(duì)二維機(jī)翼無(wú)界粘性流場(chǎng)進(jìn)行了驗(yàn)證性數(shù)值模擬，以考察不同湍流模式的影響。通過(guò)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的充分比較，確定了比較可靠的數(shù)值模擬方法； 2）用上述方法對(duì)不同飛高、攻角以及翼型的地效翼氣動(dòng)力特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：粘流的計(jì)算結(jié)果比勢(shì)流更接近試驗(yàn)值，并且除了

3、相對(duì)飛高和攻角以外，翼型的厚度和拱度對(duì)地效翼的氣動(dòng)力特性也有顯著影響； 3）采用VOF法對(duì)近自由液面的機(jī)翼繞流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，除強(qiáng)地效大攻角的工況外，大多數(shù)情況下自由面對(duì)二維地效翼的影響都可以忽略不計(jì)； 4）利用CFD技術(shù)模擬了地效翼在風(fēng)洞中的氣動(dòng)特性試驗(yàn)。分析認(rèn)為：試驗(yàn)誤差主要由固定地板和移動(dòng)地面的不模擬引起的，洞壁的影響可以忽略。并提出了提高試驗(yàn)精度和修正試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，以指導(dǎo)地效翼的性能試驗(yàn)和設(shè)計(jì)；