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动水域测算静水航速修正方法研究
| 论文题名： | 动水域测算静水航速修正方法研究 |
| 关键词： | 静水航速;数值模拟;VOF方法;船舶阻力;对水航速修正法 |
| 摘要： | 静水航速是反映船舶快速性的重要指标，其值的准确确定对船舶设计和航道治理中各种急流滩的整治都具有非常重要的指导意义。目前，主要是通过实船试验或船模水池试验来确定其值，实船试验通常是在静水水域中进行，然而对于有些河道，难以寻求到绝对适宜的静水域，故不得不在相对适宜的动水域中进行静水航速试验。 随着计算机及船舶计算流体力学的快速发展，计算流体力学的功能越来越强大，越来越多的人开始采用数值模拟的方法来研究船舶的粘性绕流问题。本文采用实船试验和船舶数值模拟以及理论分析等手段，对利用动水域试验成果测算静水航速的方法进行了研究，所做的工作和取得的成果主要有： ①依据澜沧江300t级机动驳“华平号”在动水域内进行静水航速测试的实船试验成果，对比了对水航速法、上下水航速平均法获得的初步静水航速，认为对水航速法更适合测算初步静水航速；鉴于初步静水航速未考虑动水域的坡降阻力，提出了阻力平衡法、阻力同比法进行修正以获得实际意义上的静水航速。 ②应用商业计算流体力学通用软件FLUENT对带自由面的300t级机动驳“华平号”进行了数值模拟，获得了多种工况的船体航行水流阻力。结果表明，FLUENT可以较准确的预报船体摩擦阻力，而总阻力则需要更精确的模型及参数控制才能较好的预报。 ③根据多工况航行阻力的数值模拟成果，借助推力与阻力的平衡原理，建立了计算船型的实船水流阻力计算式。并据此采用阻力平衡法对初步静水航速进行了修正，结果表明，考虑坡降阻力修正的静水航速，其差值随坡降阻力所占总阻力的比例直线增长。再对比两种修正法，表明在没有详细船型资料情况下，采用简单的阻力同比法修正仍有较高的精度。 ④初步探讨了下水时船舶的推力与阻力问题，分析认为船舶下水的有效推力计算应与上水有所差异；对重力的坡降分量进行了假定处理，为以后的研究工作提供一定的借鉴。 |
| 作者： | 曾锋 |
| 专业： | 港口、航道及近海工程 |
| 导师： | 许光祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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