基于OpenFOAM數(shù)值波浪水池的過渡型艇水動(dòng)力性能研究.pdf

1、當(dāng)船舶航速增加到過渡階段，動(dòng)升力的作用已經(jīng)不可忽視。伴隨而來的是船體明顯的抬升和艉傾。目前主要以試驗(yàn)的方法來研究過渡型艇的水動(dòng)力特性，傳統(tǒng)的CFD在計(jì)算船體阻力時(shí)將船體固定在計(jì)算域中，而不能描述船體浮態(tài)隨著水流航速增加帶來的改變，因此不再適用于過渡型艇的水動(dòng)力性能研究。作為開源CFD軟件，OpenFOAM能在求解船體流場(chǎng)的同時(shí)計(jì)算出船體浮態(tài)的改變，更真實(shí)地模擬過渡型艇復(fù)雜的水動(dòng)力變化特點(diǎn)。其完全開放的源代碼也為水動(dòng)力計(jì)算的二次開發(fā)帶來方

2、便。因此本文選擇OpenFOAM作為過渡型水動(dòng)力性能的研究平臺(tái)。
　　本文首先將造波程序waves2Foam移植到OpenFOAM自帶的求解多相流的動(dòng)網(wǎng)格求解器interDyMFoam中，實(shí)現(xiàn)了微幅波、二階斯托克斯波、孤立波、不規(guī)則波以及斜浪的制造。并對(duì)waves2Foam的造波理論進(jìn)行修改，給造波理論加入相對(duì)船舶的速度。實(shí)現(xiàn)了有航速的波浪水池。然后將改編的波浪水池分為有波幅和無波幅兩類分別對(duì)過渡型高速無人艇模型的變航態(tài)阻力性能和

3、波浪中的縱搖升沉、阻力增加和橫搖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)報(bào)。得到了以下結(jié)論：（1）基于OpenFOAM的數(shù)值水池在其強(qiáng)大的動(dòng)網(wǎng)格求解能力基礎(chǔ)上能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)過渡型快艇的阻力航態(tài)問題。（2）前移重心對(duì)改善過渡型艇的阻力和航態(tài)有明顯的效果。壓浪板對(duì)減小過渡型艇的阻力和調(diào)整浮態(tài)效果明顯。（3）基于OpenFOAM的數(shù)值波浪水池能準(zhǔn)備模擬有航速的縱搖升沉運(yùn)動(dòng)，縱搖升沉無因次頻響結(jié)合與試驗(yàn)吻合良好。并且在迎浪條件下的阻力增加量的計(jì)算方面與試驗(yàn)趨勢(shì)吻合，較試驗(yàn)值稍小