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三体船阻力预报方法及系列试验图谱研究
| 论文题名： | 三体船阻力预报方法及系列试验图谱研究 |
| 关键词： | 高速三体船;船舶航行;阻力图谱;流体力学 |
| 摘要： | 随着现代计算机技术的飞速发展，偏微分方程运用计算机求解已经成为一种比较流行的趋势，各种商业CFD软件也在这种形势下得到了快速发展。在船舶阻力性能预报这个研究领域,运用CFD方法可以处理带自由表面流动的阻力计算问题或者采用叠模的方法计算粘性阻力。运用CFD方法，一方面能很方便、快捷的得到阻力计算结果，另一方面能得到及时的流场图像显示，使得复杂的流场信息显得更为详细与具体。总之，采用CFD方法预报船舶阻力性能已经成为传统阻力模型试验之外的另一种简单、有效的方法与手段。实船在航行时，其自由度是不受限制的，自由度的限制与否对于船舶（尤其是高速船舶）的航行姿态有很大影响。在以往对船体运动的CFD模拟过程中，一般采用限制自由度的方法对问题进行简化，这在一定程度上影响了阻力预报的精度。对于高速航行的三体船而言，其航行姿态一般会随着傅汝德数（Fr）的增加而发生变化。限制自由度的CFD预报实船阻力方法常常以设计浮态为基准、采用固定船舶航行姿态的方式进行，这样的计算结果通常会存在一定误差。 本文以一艏三体船模型为研究对象，针对船模自由和约束两种状态展开CFD数值模拟，得到其阻力及流场信息的差别，并进行了阻力模型试验的验证。针对确定多体船形状因子1+K的方法具有争议性的问题，本文提出了基于CFD叠模计算确定双体和三体等多体船形状因子的方法。首先应用CFD叠模方法计算了某单体散货船在不同航速下的船体形状因子1+K，验证基于CFD叠模计算确定单体船形状因子1+K方法的可行性。在此基础上，将该方法应用于确定多体船形状因子1+K并得到了相关结论。最后以一条高速三体船模型为研究对象，将侧体布局（侧体的纵向和横向布置位置），侧体排水量体积比（侧体排水量与总排水量的比值），浮心纵向位置，中体长宽比等船型参数作为变量设计了阻力系列模型试验，绘制了与上述变量相关的剩余阻力系数曲线并作了简要分析，生成了上述船型的阻力（剩余阻力系数）图谱。 |
| 作者： | 艾子涛 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 周广利;董国祥 |
| 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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