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基于OpenFOAM的船舶水动力性能分析
| 论文题名： | 基于OpenFOAM的船舶水动力性能分析 |
| 关键词： | 船舶工程;水动力性能;摩擦阻力系数;总阻力系数 |
| 摘要： | 新船型开发能力是衡量船舶科技实力的主要标准，提升新船型开发能力对巩固我国在全球船舶行业的优势地位有着重要影响。船舶自行设计是新船型开发的主要途径，精确预报船舶阻力性能，并能够准确的反馈船舶指定区域的流场信息，对优化船体曲面、改善船舶水动力性能、提升船体曲面自行设计效率和质量有着重要意义。 目前，商业化CFD计算软件有着装机价格昂贵、计算效率低、无法深度二次开发等诸多缺陷与局限。而开源、免费的CFD计算软件OpenFOAM为我们提供了一个新的选择，该软件具有免费开源、接口丰富、支持大规模并行计算等优点。用户可以自定义解决特定问题的求解器，从而增加工作的深度与针对性。这对提高船舶水动力性能的优化水平具有十分重要的意义。 因此，本文以预报船舶摩擦阻力系数和总阻力系数为目标，对基于OpenFOAM的船舶水动力性能分析方法进行了探索与研究，具体内容如下: (1)在OpenFOAM稳态求解器simpleFoam的基础上，利用叠模法，总结出了基于OpenFOAM的船舶摩擦阻力系数计算的方法。基于OpenFOAM和商业CFD计算软件Fluent对Wigley船模的摩擦阻力系数进行预报，并与1957 ITTC计算公式的理论值进行比较，评价OpenFOAM的计算精度。进而基于OpenFOAM，对船体几何形状更为复杂，更接近实船的系列-60船型的摩擦阻力系数进行预报，对基于OpenFOAM的船舶摩擦阻力系数计算方法的适用性进行验证。 (2)在OpenFOAM二相流求解器interFoam的基础上，总结出了基于OpenFOAM的船舶总阻力系数计算方法。基于OpenFOAM对Wigley船模的总阻力系数进行预报，并与日本横滨国立大学所做的Wigley船模实验的值进行对比，对计算结果进行了分析。 本文基于OpenFOAM软件对计算船舶摩擦阻力和总阻力的基本方法进行总结，并通过实际算例验证了该方法的可靠性和准确性，为以后OpenFOAM在船舶水动力性能分析方面更深入的应用提供参考。 |
| 作者： | 姜晓昌 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 陆丛红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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