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防溅条对滑行艇水动力性能的影响分析
| 论文题名： | 防溅条对滑行艇水动力性能的影响分析 |
| 关键词： | 滑行艇;计算流体力学;水动力性能;防溅条 |
| 摘要： | 滑行艇作为高性能船舶的一种，具有速度高这一极其鲜明的特点，可以用作巡逻艇，搜救艇、垂钓船、体育竞技艇等。而在艇体上适当的设置附体则可以起到改善滑行艇水动力性能的作用。为了分析防溅条对滑行艇阻力性能的影响，本文采用计算流体力学方法，对滑行艇的静水直航运动和在规则波中的运动进行了计算，并分析了防溅条对其阻力和航行姿态的影响。 首先，模拟了两种斜升角不同的剖面入水过程，并将数值模拟结果和理论值进行了对比分析，证明了数值方法可用于计算二维剖面入水问题；选取带有不同尺度的舭防溅条的滑行艇剖面，对其入水过程进行了数值计算，计算结果表明，防溅条的高度对滑行艇剖面入水的垂向力、流动趋于稳定的垂向力和自由液面变化影响十分显著，而宽度对上述结果的影响则较小，并分析了二维剖面入水对滑行艇三维运动的影响。 其次，采用计算流体力学软件STAR CCM+对滑行艇的直航运动进行了数值模拟，选取不同的计算域网格划分方式和近壁面网格划分方式对滑行艇的阻力和航行姿态进行了计算，得到了一种高效而准确的网格划分方式；并计算了滑行艇模型在多航速下的阻力和航行姿态，并与经验公式方法和试验结果进行了对比分析，证明了数值计算方法能够准确求解滑行艇直航运动时的阻力和姿态。 再次，计算和分析了不同深度、不同长度和安装位置、不同安装角度的防溅条对滑行艇直航运动的阻力和运动姿态的影响，并与艇底防溅条的作用效果进行了对比分析。计算结果表明舭防溅条通过抑制喷溅和调节纵倾在中高速段减阻效果较好，而艇底防溅条则在高速段有较好的减阻效果。 最后，采用STAR CCM+软件的数值造波模块，模拟了滑行艇在规则波浪中的运动，计算得到的数值解和试验结果吻合较好；并在此基础上计算了舭防溅条和艇底防溅条对滑行艇在波浪中运动的影响，计算结果表明舭防溅条能够减小滑行艇在波浪中的纵摇和阻力，而艇底防溅条则对减小滑行艇在波浪中运动的阻力效果更好。 |
| 作者： | 李云晖 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 苏玉民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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