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原文传递三体滑行艇艇型设计与水动力性能预报研究

论文题名：	三体滑行艇艇型设计与水动力性能预报研究
关键词：	三体滑行艇;艇型设计;阻力性能
摘要：	三体滑行艇是近年来新出现的一种高性能船，它将常规单体滑行艇优异的快速性、高速双体船出色的稳定性和气垫船的气垫减阻等诸多优点集于一身，表现出独居特色的水动力性能，在军事和民用上有着非常广阔的应用前景，引起了国内外相关学者的密切关注。本文以三体滑行艇为研究对象，研究了其静水直航和在波浪中的水动力性能预报方法，在此基础上通过改进设计三体滑行艇的中间艇体和两边片体设计出三种不同的三体滑行艇新艇型，并预报了其水动力性能，通过比较它们的阻升比得到一种阻力性能相对优秀的三体滑行艇新船型。　　首先，论文研究了计算域中自由液面网格和近壁面网格不同划分方法对计算结果的影响。在自由液面网格划分方法对计算结果的影响研究中，考察了六套不同自由液面网格对计算结果的影响，通过与试验值的对比，得到了适用的自由液面网格划分方法，以及在自由液面位置艇的纵向、横向、垂向上的加密尺寸。在近壁面网格划分方法对计算结果的影响研究中，为了得到较为合适的y+值，在自由液面网格划分方法研究的基础上，进一步考察了y+等于50、100、150、200、250、300时的六套网格对计算结果的影响，通过计算值与试验值比较，得到了适用的近壁面网格划分方法，以及计算精度较高的y+取值。同时，论文也对自由液面分布和艇底压力分布进行了分析。　　其次，论文结合试验工况和试验数据研究了波浪中 M型三体滑行艇水动力性能的预报方法。论文采用STAR-CCM+软件中的一阶造波模块来实现数值造波，并通过数值模拟造波得到的波形值与理论值的对比，验证了该造波模块的适用性，得到了一种小振幅波浪的数值造波方法；在此基础上，对 M型三体滑行艇的波浪试验工况进行了数值模拟，与试验结果对比分析表明，该方法模拟得到的阻力、升沉、纵倾、船舯加速度结果与试验结果趋势一致，数值基本一致。　　再次，论文改进设计了M型三体滑行艇的艇型，并预报了改进艇型的水动力性能。在 M型三体滑行艇的艇型改进设计中，论文借鉴某优秀单体滑行艇的型线，并将其融合到 M型三体滑行艇的中间艇体的设计中，设计出改进艇型；然后，基于前述数值预报方法预报了改进艇型的静水直航水动力性能与波浪中运动的水动力性能，并与原艇型进行了对比，结果显示，改进艇型的静水直航阻力和航行姿态都得到很大改善，波浪中改进艇型的航行姿态与船舯加速度改变不明显，但是波浪中的阻力有显著的改善。　　最后，论文以 M型三体滑行艇的改进艇型为母型，进一步对两侧的片体进行改进设计，设计了两个三体滑行艇新艇型，并预报了这两种新艇型静水直航时的水动力性能，在此基础上，进一步比较了M型三体滑行艇原型艇（试验模型）、M型三体滑行艇的改进艇型和两个三体滑行艇新艇型的静水阻力性能，得到了一种阻力性能相对优秀的三体滑行艇新艇型，与M型三体滑行艇原型艇相比，其阻升比最大可以减小29.36%，阻力优化效果显著。
作者：	苏广胜
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	沈海龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文