基于CFD的高速滑行艇水动力性能研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:kevendong
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随着海洋权益的争夺和滨海资源的开发日益被关注,滑行艇因其良好的机动性能和高速性能得到广泛的应用。滑行艇的水动力性能与安全性紧密相关,但由于滑行艇的特殊性,其水动力性能的研究较常规排水船困难。近年来,随着计算机技术的进步、求解器精度的提高以及网格技术的完善,利用基于CFD理论的数值模拟方法来研究滑行艇的运动已得到越来越广泛的应用。数值模拟技术在研究滑行艇水动力性能方面,已成为具有重要工程意义的解决方案。本论文主要基于CFD理论,对粘性流场中滑行艇的水动力性能进行了初步计算研究。旨在通过对Fluent软件的学习和应用,分析该方法的可行性和精确性。首先,对滑行艇在静水中不同航行姿态的运动进行了数值模拟,计算得到了不同航行姿态下的阻力值,并且与经验公式估算值进行了比较。同时,还给出了阻力值随航速变化的曲线,并对滑行艇艇底的动压力及总压力情况进行了考察,结果基本符合实际情况,验证了该方法的可行性。其次,利用Fluent中的动网格技术,对滑行艇的水动力导数进行了数值计算。计算得到了滑行艇不同漂角斜航、纯横荡和纯艏摇运动时所受到的侧向力及艏摇力矩,并根据理论公式,计算出了相关的水动力导数。最后,根据流体力学中的波浪理论,采用速度边界造波法模拟得到了数值波浪,为数值水池的研究提供了参考。并采用动网格技术,对滑行艇在波浪中的运动作了初步的研究,对结果进行了定性分析。从结果来看,滑行艇在波浪中运动所受到的阻力及升力满足周期性变化,且变化周期与波浪周期基本一致,符合理论分析的结论。
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