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基于有限元法的二维水翼性能预报
| 论文题名： | 基于有限元法的二维水翼性能预报 |
| 关键词： | 船舶水翼;水翼绕流;流体力学;有限元分析 |
| 摘要： | 随着高性能船的迅速发展，水翼被越来越广泛地运用于这一领域。水翼技术的优势在于其有很大的升阻比，比较容易实现升力控制，同时还有一定的消波作用。由于这些突出特点，水翼可用来对船舶进行姿态控制、减阻、消波等。所以进一步深入研究水翼的水动力性能、几何参数优化、水翼—船体干扰效应等仍十分必要。 本文对水翼绕流计算的数值方法进行了综述和讨论，对有限差分法(FDM)、面元法(PANEL METHOD)、涡格法(VLM)、有限元方法(FEM)及它们的应用作了概括和总结。随着计算机的高速发展，有限元方法成为了船舶水动力计算和性能分析研究非常有效的工具，也适用于水翼绕流计算。本文基于势流理论，利用有限元方法，对二维水翼绕流问题进行了研究。将流体计算区域划分为若干等参四边形单元，通过拉普拉斯方程建立有限元Galerkin 积分表达式，以流场速度势为未知量求解有限元总体方程。本文构建了两种不同的计算模式，即控制流线法和速度势分解法，分别对水翼物理量进行分析计算。具体算例采用了NACA翼型的二维翼，通过对不同计算参数的调整和相应的数值计算，讨论了两种方法各自的特点。控制流线法计算过程较为简单，速度势分解法适用范围更广。本文采用了这两种不同算法计算并与试验数据进行了对比，取得了较为一致的结果，说明了本文方法的有效性和可靠性。本文的计算方法和相应的计算程序为以后带自由面粘性流场中的机翼绕流计算打下了一定的基础。 |
| 作者： | 祝文倩 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 叶恒奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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