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大型舰船定常与非定常气流场数值模拟
| 论文题名： | 大型舰船定常与非定常气流场数值模拟 |
| 关键词： | 大型舰船;空气流场;飞行甲板;上层建筑;数值模拟;风洞试验 |
| 摘要： | 大型舰船在海上航行时，相当于一个具有六自由度运动的有限起飞和降落平台，舰船自身的运动会对飞行甲板上方的空气流场造成很大的影响，布置在飞行甲板右侧中部的上层建筑也会对上层建筑附近的空气流场造成一定的影响，而舰载机在大型舰船上的起降对飞行甲板上方的气流场有很严格的要求，稍有不慎就会造成严重的后果，这就要求必须对舰船飞行甲板上方的空气流场的特性有个清楚的认识。 国外在研究大型舰船飞行甲板上方的空气流场时主要采用风洞船模试验和实船测量两种手段。然而，这两种方法的成本比较高，需要耗费很大的人力物力，而且通常试验周期比较长，不能够适应现代舰船设计研究的要求。而随着近年来计算机技术的迅猛发展，计算机CFD数值模拟手段得到逐步完善，并在国外被广泛应用到舰船方案设计阶段船体周围气流场的研究中。本文便是通过CFD手段，借助流体计算软件FLUENT对大型舰船飞行甲板上方的空气流场特性加以研究和分析。 本文采取无穷远压力远场边界条件来模拟风洞试验，计算了舰船在定常直航运动时，上层建筑的前后位置发生变化对飞行甲板上方空气流场的影响，着重对比了上层建筑位置不同时降落跑道和起飞跑道上控制点的各方向速度。此外，本文针对大型舰船在迎风直航运动时，自身的运动对空气流场的影响进行了计算，分别计算了舰船在艏摇运动、艏摇和横摇的耦合运动以及艏摇和纵摇的耦合运动时，飞行甲板上方的空气流场，并将计算结果与定常计算结果对比，探讨了舰船具有复杂的自身运动时飞行甲板上方的空气流场特性。 本文研究表明，利用CFD手段研究舰船飞行甲板上方的空气流场特性是可行的，尤其是在探讨舰船具有复杂的自身运动时，具有风洞船模试验所不具有的优势。经过本文的计算可知，舰船在具有非定常运动时，飞行甲板上方的空气流场与定常时具有很大的差别，说明在研究大型舰船飞行甲板上方的空气流场时，舰船的非定常运动是不能忽视的。 本文工作也为以后相关领域的研究奠定了基础，为后续的研究工作提供了一定的参考价值。 |
| 作者： | 赵永振 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 黄胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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