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二维水翼的水动力性能研究及扑翼试验装置设计
| 论文题名： | 二维水翼的水动力性能研究及扑翼试验装置设计 |
| 关键词： | 船舶航行;兴波阻力;水翼结构;流体力学 |
| 摘要： | 随着船舶速度的提高，将会带来兴波阻力增加和船体振动加剧等问题。在各种减小高速航行状态下兴波阻力的措施中，给船舶加装水翼是一个应用极为广泛而且十分有效的手段。船用翼为提高船速、增强船舶耐波性与适航性等发挥了巨大的作用。因此水翼的水动力性能研究就具有重要的意义。 本文对船用翼的发展历程进行了回顾，对流体力学中常用的数值方法有限元法、有限体积法、涡格法进行了概述，同时还介绍了基于格林定理的面元法的一种新的计算水翼水动力性能的计算模型。另外为了进一步研究扑翼的水动力性能，对扑翼的试验装置进行了设计，进行了水池试验。 本研究针对水翼在无限流域中运动时受力情况进行的分析，发展了一种求解二维水翼定常绕流问题的计算模型，即本文所用的基于格林定理的面元法。本文以格林定理为基础，在物体边界上分布源汇和偶极子，发展了一种数值求解二维水翼定常绕流问题的计算模型。该方法以物面速度势为未知量进行求解，然后通过插值计算得到速度分布，进而利用伯努利积分得到水翼的压力分布和相关水动力性能参数，整个计算采用C语言程序实现。另外本文针对研究内容设计了试验装置，并在三维软件Solidworks中对该装置进行了仿真研究。分别对无升力的二维圆柱绕流和有升力的二维水翼进行了计算。通过数值计算结果与试验数据和相关理论解析解的比较分析，证实了本方法的可行性和可靠性。 |
| 作者： | 刘志恒 |
| 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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