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原文传递桨舵干扰的水动力性能数值模拟

论文题名：	桨舵干扰的水动力性能数值模拟
关键词：	船舶工程;桨舵干扰系统;水动力性能;数值模拟
摘要：	螺旋桨和舵之间的水动力相互作用由于对两者的性能有很大影响，所以非常重要。精确地分析研究桨舵系统的流动到目前为止仍然是一个极具挑战性的难题。传统上这个问题主要依赖于试验、尤其是模型试验方法来解决。与试验研究相比，CFD方法不仅能获得宏观整体流场信息，同时也能捕捉更多的流动细节，获得更多图谱分析或试验研究中得不到的数据资料，这些优势使得应用CFD方法对桨舵干扰系统进行详尽的数值模拟逐渐开始成为了人们的研究热点。本文利用CFD方法，在对RANS方程的求解中，结合RNGκ-ε、标准κ-ω以及SSTκ-ω湍流模型，对桨舵系统之间的相互干扰进行了系列的数值模拟研究。　　首先，本文在对桨舵模型分别进行系统的敞水模拟基础上，采用RNGκ-ε湍流模型，结合多参考系（Multi-Reference Frame, MRF）和滑移网格（Sliding Mesh, SM）方法，对单桨单舵之间干扰的水动力性能进行了分析研究，并将计算结果与敞水计算数据、试验数据进行了对比；同时，还对螺旋桨尾流中舵表面压力分布及桨舵系统周围的流场也进行了分析。　　进而，本文采用SSTκ-ω湍流模型，结合滑移网格技术对单桨双舵系统的水动力性能进行了数值模拟。分析了舵角为0时，单桨双舵系统螺旋桨在不同进速系数下的推力系数和转矩系数；同时分析了J=0.6时，单桨双舵系统舵在不同舵角下的升力系数和阻力系数。　　最后，本文采用SSTκ-ω湍流模型，结合滑移网格技术对双桨双舵系统的水动力性能进行了数值模拟。分析了不同桨间间距、双桨内旋或外旋对螺旋桨水动力性能的影响。
作者：	蒋浩
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	邱磊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文