URANS to Predict Ship Roll Damping using Forced Roll and Free Decay Oscillations.pdf

1、本文使用了一般商業(yè)CFD軟件FLUENT，采用非定常的RANS方程對S175集裝箱船的橫搖及橫搖阻尼的進行了數(shù)值計算。第一部分為數(shù)值橫搖試驗，該數(shù)值實驗?zāi)M給定橫搖幅值的模型實驗。第二部為數(shù)值橫搖自由衰減實驗，其模擬這樣一個模型實驗即模型在初始橫搖幅值下放松，觀察其六個自由度中的橫搖運動，這一試驗是在船舶的固有頻率下進行的。
　　 使用多相技術(shù)VOF法捕捉自由表面效應(yīng)，用PISO得到壓力與速度的關(guān)系，對于橫搖運動使用動態(tài)網(wǎng)格，并

2、采用SST k-ω模型來獲得湍流運動。
　　 在模擬強迫橫搖實驗中，采用駁船模型和加上附體舭龍骨的駁船模型，進而分析了舭龍骨效應(yīng)。數(shù)值計算的橫搖幅值范圍為6-31°，因此要考慮大幅橫搖的情況。此外進行了控制頻率變化的計算即在二種不同的強迫頻率下進行強迫橫搖試驗。
　　 在橫搖自由衰減數(shù)值實驗中，通過在不同的橫搖幅值下放松模型來考慮初始幅值對橫搖性能的影響。通過對二種不同回轉(zhuǎn)半徑下的模擬，還考慮了回轉(zhuǎn)半徑對橫搖性能的影響。

3、最后通過把重心置于自由面之上和之下，考慮了重心高度的影響并得到了一些有趣的結(jié)果。
　　 通過研究網(wǎng)格獨立與時間步長獨立研究，進行了數(shù)值驗證。最后，比較了數(shù)值計算得到的橫搖阻尼系數(shù)與試驗得到的橫搖阻尼系數(shù)。比較結(jié)果表明低頻下數(shù)值結(jié)果比高頻下準確，然而幅值的變化對CFD計算結(jié)果影響相對較小。自由衰減數(shù)值模擬能夠很準確地獲得阻尼(系數(shù))，并且對船舶固有頻率的預(yù)估也在可接受精度之內(nèi)。數(shù)值模擬中獲得了漩渦分離。
　　 本文工作表明