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防波堤口门非均匀流船舶水动力数值模拟
| 论文题名： | 防波堤口门非均匀流船舶水动力数值模拟 |
| 关键词： | 船舶航行;防波堤水域;非均匀流;操纵技术 |
| 摘要： | 船舶操纵性是船舶水动力性能之一，其与船舶安全航行密切相关，需要我们高度重视。随着港航业的快速发展，港口为了适应船舶的大型化、密集化不断地扩建，很多港口为了挡流防沙而建设防波堤，防波堤建成后在近岸往复流的作用下改变了当地水流特性，在防波堤口门附近水域产生了较明显的非均匀流场。船舶在非均匀流场中航行其水动力特性改变，影响船舶的正常操纵，操纵不当甚至会发生海事事故，因此对船舶在防波堤口门非均匀流场水动力研究很有必要。随着计算机技术的快速发展和数值计算方法的不断完善，计算流体力学(CFD)方法越来越多的应用于船舶水动力方面的研究。本文选取被国际拖曳水池会议(ITTC)认可的系列60船型(Cb=0.6)船模作为研究对象，通过采用SIMPLEC算法求解不可压缩RANS方程，对船舶粘性阻力进行了数值计算。将计算结果与船模拖曳水池试验数据进行了对比，结果吻合良好，验证了船型和CFD方法的可靠性、可行性。 本文采用数值计算的方法对防波堤口门非均匀流场水动力进行研究。采用系列60船型(Cb=0.6)为研究对象，进行了实船尺度模拟。使用CFD商用软件FLUENT进行计算，采用其自带动网格方法中的铺层(Layering)方法结合滑动交界面技术解决船体运动过程中的网格更新问题。随后，对流速和船速变化对非均匀流场水动力的影响分别进行了计算，分析了这两种因素对船舶横向力和艏摇力矩的影响。本文所采用的数值计算方法能够在一定程度上对防波堤口门非均匀流场船舶水动力情况做出预报，为船舶在防波堤口门附近水域安全航行提供参考。本文计算所得成果还可以为进一步研究非均匀流问题奠定基础。 |
| 作者： | 刘吉勇 |
| 专业： | 航海科学与技术 |
| 导师： | 洪碧光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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