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具有恒定浸湿长度快艇阻力数值模拟研究
| 论文题名： | 具有恒定浸湿长度快艇阻力数值模拟研究 |
| 关键词： | 滑行艇;阻力计算;数值水池;流体动力性能 |
| 摘要： | 尖舭滑行艇作为一种动升型船舶，与常规排水型船不同的是，在航行时，其航态会随着航速的变化而变化。 由于传统单体尖舭滑行艇在低速排水状态航行时滑行艇长宽比较小，又具有尖舭，故相比于排水型船有较大的兴波阻力。由于传统单体尖舭滑行艇在起飞时其浸湿长度将明显减小，浸湿长宽比大幅度减小，将有一个明显的兴波阻力峰，兴波阻力较大。传统的单体尖舭滑行艇在高速滑行状态航行时，由于滑行艇在水面滑行，此时吃水减小、艇艏抬起、浸水长度减小、浸湿宽度基本保持不变，使其艇体与水的接触表面积大大减小，虽然兴波阻力大幅度下降，但与此同时又出现了飞沫阻力。由于浸湿长度大幅度减小，使得尖舭滑行艇的纵向运动稳定性能大大降低，有的尖舭滑行艇由于纵向运动稳定性能变坏甚至不能正常航行而造成整艇报废。由于浸水长度的大幅度减小，使得尖舭滑行艇的操纵性和适航性变差。由于浸水长度大幅度减小，使得尖舭滑行艇的耐波性变差，甚至在稍高的海况下就不能正常航行，从而限制了传统尖舭滑行艇的使用条件范围。 为此本文提出来恒定浸湿长度滑行艇的概念，并给出了一套恒定浸湿长度滑行艇的型线生成的具体实施办法。使其艇体在各种航速下，不论航态如何变化，其浸湿长度基本恒定不变。并通过对62系列滑行艇与定浸湿长度滑行艇进行瞬态的数值计算分析，得到了恒定浸湿长度滑行艇在静水以及波浪中的阻力特点。本文主要研究内容包括： 提出恒定浸湿长度滑行艇设计的主要思想和主要构造方法。在综合考虑恒定浸湿长度滑行艇的快速性，耐波性以及与62系列滑行艇的可比性的前提下，运用Maxsurf软件建立恒定浸湿长度滑行艇的几何模型。运用FLUENT软件完成62系列滑行艇与恒定浸湿长度滑行艇在约束状态下的流场及流体动力性能的数值模拟分析。在不同傅汝德数，排水体积，攻角下对比分析恒定浸湿长度滑行艇与传统滑行艇的受力差别。运用FLUENT软件中的动网格技术建立62系列滑行艇与恒定浸湿长度滑行艇的二自由度模型。在对比62系列滑行艇的数值模拟值与试验值，保证二自由度数值模拟研究可信的前提下，分析恒定浸湿长度滑行艇的纵向运动特征。最后根据造波技术与消波技术在FLUENT中完成三维波浪水池的建立。在三维波浪水池中对迎浪航行的定浸湿长度快艇及62系列滑行艇进行阻力数值模拟研究。 |
| 作者： | 杜浩楠 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 周玉龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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