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文檔簡介
1、本文以計算流體動力學Fluent為平臺,計算一定雷諾數(shù)范圍內動力定位供應船流載荷系數(shù),并研究船型參數(shù)、呆木參數(shù)以及雷諾數(shù)對流載荷系數(shù)的影響規(guī)律,最終得到流載荷系數(shù)的估算方法。在計算動力定位供應船之前,先對一艘有試驗資料的油船進行0~180°內的流場計算,借由與試驗資料對比,對數(shù)值計算方法的合理性進行驗證,并通過分析船體表面壓力及剪切力,總結粘壓阻力系數(shù)和摩擦阻力系數(shù)隨流向角的變化規(guī)律。然后以一艘動力定位供應船為母型船,通過控制排水量和船
2、長不變,對裸船進行船型變換,采用CFD方法計算一定雷諾數(shù)范圍內裸船流載荷系數(shù)。通過變換母型船的呆木面積及形心位置,計算不同呆木參數(shù)下的流載荷系數(shù)。最終在考慮呆木參數(shù)及雷諾數(shù)的影響下,采用偏最小二乘回歸(PLS)對單個角度下的流載荷系數(shù)進行回歸,線性插值得到任意角度下的流載荷系數(shù)。數(shù)值計算方法及計算結果如下:
?。?)數(shù)值計算方法:計算域選擇內域圓柱形,外域方形,當計算不同流向角下的流載荷時,只需轉動內域網(wǎng)格。對于網(wǎng)格劃分提出了幾
3、點不同于直航時的要求:稍微降低緊鄰船體表面區(qū)域的網(wǎng)格密度;減少平行中體處的網(wǎng)格間距;增加船體外圍的網(wǎng)格密度。選擇 SST湍流模式進行定常計算,即適合低雷諾也適合高雷諾數(shù)。(2)針對動力定位供應船的縱向流載荷系數(shù),在小角度時,摩擦阻力系數(shù)占主要成分,在40°和130°時粘壓阻力系數(shù)劇增,40°~130°時,粘壓阻力系數(shù)占主要成分,且粘壓阻力系數(shù)與船首尾壓差在縱向上的投影相關。(3)針對動力定位供應船的橫向流載荷系數(shù),在60°左右達到峰值,
4、該方向上的摩擦阻力系數(shù)較粘壓阻力系數(shù)為小量,可忽略不計,粘壓阻力系數(shù)由船首尾壓差在橫向上的投影決定;(4)添加的呆木,改變尾部壓力分布,增加尾部的漩渦阻力,導致流載荷系數(shù)增加,并回歸呆木的影響因子,且驗證估算公式的預測性良好;(5)雷諾數(shù)主要影響摩擦阻力系數(shù),且隨著雷諾數(shù)的增加而減少;(6)影響流載荷系數(shù)的船型參數(shù)主要是方形系數(shù)Cb和船長船寬比L/B,通過偏最小二乘方法對單個流向角下的流載荷系數(shù)進行回歸,線性插值可得到任意角度下的流載荷
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