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基于CFD的浅水双尾船尾型优化研究
| 论文题名： | 基于CFD的浅水双尾船尾型优化研究 |
| 关键词： | 双尾船;浅水影响;中纵剖线;尾型优化;航标船 |
| 摘要： | 黑龙江水域覆盖面积广，对北方经济发展具有至关重要的作用，需要对其进行管理和维护，保证航道畅通。作为黑龙江的重要船型之一，航标船承载着维护界河航道、保证航运安全等重要任务。为保障黑龙江航道安全及畅通，需要建造一批性能优良的航标船。但是黑龙江相对于长江等内河流域，具有航深浅、航速小、浅滩多等特点，迫切需要对浅吃水、效率高的节能船型的研发。同时又与时代发展同步，现今出现能源紧缺、燃油价格上涨等现象，各国学者和船东越来越重视节能船型的研究和开发。 经过几十年的发展，现有航标船形成了双尾船型、隧道型等主要船型。本船经前人验证：双尾船型比隧道船型节能效果更好；同时经过长期的实船和船模试验也都证明：双尾船型具有推进效率高、节能效果好的优点。综合考虑对本船的航行条件和使用要求，采用节能效果好的双尾船尾型，并对尾型进行优化。 国内外学者对双尾船尾型参数做过很多研究，但是目前对于浅水区域的双尾船，缺少尾型参数的详细研究资料。因此本文主要针对黑龙江航道浅吃水的特点，从理论和实际出发，利用数值模拟方法，研究双尾船受浅水影响程度，以及在浅水中尾型参数随航速和航道水深的变化趋势，推断双尾船的优化船型。 首先，根据设计要求，对黑龙江双尾航标船进行方案论证。利用 Maxsurf软件，针对双尾船特点，对原双尾船进行型线变换和船体建模。其次，根据船模阻力试验及数值模拟的计算结果对比，论证 Fluent软件在计算双尾船阻力方面的可靠性。再次，利用Fluent软件，在不同航速、不同航深工况下，模拟了双尾船在浅水中的运动情况，分析了浅水效应对双尾船的影响。控制双尾船尾部形状的参数有很多，本文选取影响最大的两个参数进行分析，即尾轴间距和中纵剖线切点位置。接下来，利用Fluent软件，分别对具有不同尾轴间距和中纵剖线切点位置的双尾船进行数值模拟，计算其在不同航速、不同水深工况条件下船模阻力。最后，通过其阻力变化趋势及流场分布情况的相关图像、数据对比，分析每种参数随航深和航速的变化趋势，以及两种参数间的相互干扰程度，推断其中的最优船型，为日后内河双尾船的设计和研究提供必要的依据。 |
| 作者： | 王明辰 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 冯峰 |
| 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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