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基于CFD技术数值模拟平面运动机构试验
| 论文题名： | 基于CFD技术数值模拟平面运动机构试验 |
| 关键词： | 操纵运动;数值模拟;平面运动机构试验;水动力导数;船舶操纵性 |
| 摘要： | 操纵性是船舶航行的重要性能之一，与航行的安全密切相关。计算机数值模拟是操纵性预报的重要方法，但预报的精度很大程度上取决于操纵运动水动力导数的精度。平面运动机构试验是求取操纵运动水动力导数精确可靠的方法，但是试验费用昂贵周期较长，也不方便进行不同船体型线操纵性的优化。随着计算流体力学技术的发展，数值计算方法越来越广泛的用于确定操纵运动船体水动力，尤其是数值计算方法可以方便地得到流场细节和进行重复计算，因而特别适合于在船舶设计阶段对不同船型的操纵运动流场和水动力情况进行比较，进而得到不同设计方案操纵性的优劣。 本文对平面运动机构试验运动形式进行分析，并在小振幅平面运动假设和Abkowitz三阶非线性操纵运动数学模型的基础上，建立了平面运动机构试验水动力模型。以DTMB5415为研究对象，建立三维几何实体模型，基于两相流和动网格技术，将操纵运动方程和RANS方程耦合求解，采用带壁面函数的SSTk-ω湍流模式，VOF法来捕捉自由液面，建立直航阻力计算模型。在直航阻力的基础上采用非定常的数值计算方法模拟船模纯横荡、纯首摇运动，计算得到不同状态下的船体水动力和力矩，对数值计算数据进行处理和分析，通过SR法和MR法得到相应的船体水动力导数，并将数值计算结果同船模试验结果相比较，验证数值计算方法模拟船模平面运动机构试验的有效性。为数值模拟船舶操纵运动提供支持的同时进而推进数值计算方法在工程实际中的运用。 |
| 作者： | 刘山 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 刘祖源 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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