双断级滑行艇及其附体水动力性能研究

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断级滑行艇是一种常见的滑行艇艇型,因其在高航速下优异的阻力性能得到了广泛的应用。论文中借助 CFD增量研究的形式,对系列双断级滑行艇模型周围流场进行了数值模拟,并对双断级滑行艇及其减阻附体的水动力特性进行了研究。  论文中选用结构与非结构的混合型网格对整个计算域进行了离散,采用RANSE方法,结合SST湍流模型,求解N-S方程,并以VOF法完成了对自由液面的捕捉,对模型进行了数值计算。为避免由滑行艇航态估算引起的计算误差,论文中采用了动网格技术,且引入了船舶的六自由度运动方程,实现了模型无约束静水直航的模拟,并通过与试验值的对比,验证了该方法的可行性。  论文中所研究的对象主要为断级、尾压浪板和压浪条,所涉及的增量参数主要包括断级纵向位置、断级高度及重心位置,尾压浪板长度、安装角度及横向安装位置,压浪条安装位置、安装数量及下压角度等。其中,断级作为决定滑行面形状的主要因素,对滑行艇阻力性能的影响也最为明显。计算结果表明,断级位置、高度参数的改变均会引起阻力明显的变化;对应不同的重心位置,阻力预报值呈现出较强的规律性。  在减阻附体的研究中,尾压浪板主要对双断级滑行艇的运动姿态进行微幅的调节,压浪条则主要用来减少艇底的兴波与飞溅的产生。计算结果表明,对应于不同航速,安装不同角度的尾压浪板可起到一定的减阻作用;首部压浪条应设计成具有一定下压角度的形式,而高速时,在断级后安装压浪条,阻力会明显降低。  在论文的最后,通过对装有全部附体的双断级滑行艇模型进行计算,检验了断级、尾压浪板和压浪条的联合减阻效果。
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