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阻流板和导流板对滑行艇阻力性能的影响研究
| 论文题名： | 阻流板和导流板对滑行艇阻力性能的影响研究 |
| 关键词： | 滑行艇;阻力性能;阻流板;水动力机理;数值模拟 |
| 摘要： | 滑行艇作为水面无人艇的常用平台,对其快速性的研究有着重大意义。提高快速性最直接有效的方法是减小航行过程中的阻力。滑行艇因自身的航行特性,过渡航行阶段的阻力曲线呈驼峰状,航行在这个阶段的滑行艇是不经济的,因此需要对其阻力性能进行优化。鉴于阻流板与导流板两种尾部附体在多种高速船舶上的广泛应用,本文考虑对加装两种附体后的滑行艇的阻力性能进行研究,并探讨两附体的水动力机理。 通过了解滑行艇阻力性能的研究方法及两种附体的国内外研究状况,确定了本文的研究方向及方法:主要采用数值模拟结合模型试验的方法对加装附体前后的滑行艇在静水中的直航运动进行模拟,预报其阻力性能及航行姿态。 文中首先以某一试验模型为研究对象,利用工程流体软件STAR-CCM+重点讨论了船体表面网格尺寸及各种湍流模式对预报精度的影响。并结合滑行艇的运动特性,给出了数值模拟方案,初步确定了本文的计算方法。 然后对加装附体前后的某试验滑行艇在静水中的运动进行模拟,将预报结果与试验值及SIT法估算值进行对比,从实际物理现象的捕捉及预报结果的精度两方面验证了数值模拟方案的可行性及可靠性。 基于上述计算方案,探讨两种附体的相关参数对滑行艇阻力性能及航态的影响。并结合滑行艇周围的流场及艇底压力分布的情况,分析了阻流板与导流板的水动力机理。 最后为消除滑行艇在运动过程中航行姿态变化带来的影响,进一步探讨阻流板及导流板的水动力机理,采用模型试验的方法,在固定航态下,对加装附体前后的滑行艇的阻力性能进行了研究。 通过上述研究,发现两种尾部附体都是通过改变航行姿态、艇体周围及尾后流场来影响滑行艇的阻力性能。在过渡航行阶段可有效地改善阻力,但在高速滑行阶段会带来阻力性能的恶化。 |
| 作者： | 赵超 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄德波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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