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船舶补偿导管节能效率数值预报及尺度效应研究
| 论文题名： | 船舶补偿导管节能效率数值预报及尺度效应研究 |
| 关键词： | 船舶工程;完全相似理论;节能装置;尺度效应 |
| 摘要： | 在船舶节能问题越来越突出的当今，节能附体也越来越受到欢迎。然而一直以来，船舶节能附体节能效果预报困扰着世界范围内的学者。由于船模试验只能做到傅汝德数相似，模型尺度与实尺度的雷诺数相差较大，因而存在尺度效应的问题，同时现有的外推方法不适用于带有节能附体的船模，所以还很难预报节能附体的节能效率。本文应用完全相似理论，提出了一种基于CFD商业软件的节能附体节能效果的预报方法。 本文以带有补偿导管的75000DWT散货船为例，用普通模拟方法预报裸船体的水动力性能，并和试验值对比，误差在可接受范围内，验证了采用数值模拟方法的正确性。用完全相似模拟计算了三个不同缩尺比船模的阻力和流场，将阻力换算至实船，阻力相差很小以及几乎相同的流场证明了完全相似理论的正确性。然后用两种方法计算了带有补偿导管的船模，总结这两种方法计算结果及其差异，分析了产生这种差异的原因，证明了节能附体确实存在尺度效应，并且用完全相似理论模拟可以消除尺度效应。 文章同时对CFD基本理论进行了简要介绍，推导了控制方程，介绍了离散方法，说明了试验各参数所遵循的相似理论，并介绍了封闭控制方程时所用的SST k-ω湍流模型和追踪自由液面时用的VOF方法以及实现螺旋桨旋转所用的区域运动方式。 |
| 作者： | 赵庆新 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 郭春雨;范金平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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