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采用喷水推进器的三体船尾部形状与阻力性能关系研究
| 论文题名： | 采用喷水推进器的三体船尾部形状与阻力性能关系研究 |
| 关键词： | 三体船;阻力性能;尾部形状;喷水推进器;粘流数值模拟;Michell理论 |
| 摘要： | 作为一种高性能船舶，三体船的优越性能已经得到了人们的认可，同时人们又对它提出了更高的要求。喷水推进器由于在减阻、降噪等方面的优越性，已逐渐被人们应用于三体船。在此背景下，本文研究了适合于喷水器的三体船尾部形状，并对不同尾部形状对喷水推进三体船阻力性能的影响作了初步的探讨。 采用直接求解雷诺时均N-S方程(RANS方程)的方法对带自由液面的三体船周围粘性绕流场和阻力进行了数值模拟，湍流模型选用RNG k-ε模型和SST k-ω模型，自由液面采用VOF方法进行处理。到了三体船周围粘性绕流场的分布、阻力大小和兴波特性。将不同湍流模型的计算结果与试验结果进行比较分析，给出了阻力系数和阻力计算结果，较好地预报了三体船的阻力性能。计算结果分析表明，标准 k-ε模型不适合于预报三体船的水动力性能，而RNG k-ε模型和SST k-ω模型适合于预报三体船的阻力性能，并且有一定的普适性；同时也表明了FLUENT在预报三体船阻力性能中的可行性与可靠性。 对于喷水推进三体船的研究，根据所给出五种不同方案的尾部形状建立计算模型。应用结构网格对求解域进行离散，计算出不同方案的总阻力结果，对阻力结果进行比较分析，得到一个阻力性能较优的方案。采用Michell兴波理论，计算出该方案的三体船的兴波阻力，摩擦阻力采用ITTC公式进行估算。计算结果表明数值模拟得到的总阻力曲线与Michell理论计算出的总阻力曲线趋势一致。将计算得到的有效功率作为喷水推进器的有效功率来确定喷水推进器的进出口边界条件，并将阻力计算结果与裸船体的阻力结果进行比较，得出加装喷水推进器对阻力性能的影响。同时，本文从提高喷水推进器效率出发，对喷水推进器进口的流场进行了数值模拟。 本文研究了不同尾部形状对喷水推进三体船阻力性能以及周围流场的影响，寻找了有关规律，给出了对优化喷水推进三体船尾部形状有参考价值的结论。 |
| 作者： | 葛宜龙 |
| 专业： | 流体力学 |
| 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： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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