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滑行艇在高速航行时横向水动力的数值模拟

陈庆童

  滑行艇由于其自身的艇型特点,可作为情报收集、监视、侦察、武装保护、扫雷、反潜、精确打击等用途平台,同时也可用作游艇、交通艇等服务于国民经济建设,近年来逐渐成为的船舶领域的研究热点。本文主要基于FLUENT软件,对滑行艇在高速航行时的水动力性能进行预报研究。 首先,论文采用FLUENT软件计算了楔形体入水问题,并与理论值对比,验证了FLUENT软件计算二维物体入水的准确性,而后基于2.5D理论,采用FLUENT软件计算了某滑行艇的水动升力。 其次,为模拟滑行艇的飞溅,提出了一种基于单自由度动网格技术的三维滑行艇水动力性能的数值预报方法,并利用该方法对滑行艇在高速航行时的水动力性能进行了预报,并将计算结果与实验值做了对比分析,结果表明,该方法与普通排水式船舶数值模拟方法相比,能较好的模拟滑行艇的船首飞溅和阻力性能。由于采用目前的数值计算方法均需要预估滑行艇的航行姿态,而航行姿态的估算值与试验值误差往往较大,给滑行艇的水动力性能预报带来很大的不便,对此,本文提出了一种能模拟滑行艇六自由度运动的数值计算方法,并采用这种方法对滑行艇的水动力和航行姿态进行了预报,与试验值的对比表明,和其他方法相比,该方法具有更高的精度。 然后,论文分别采用普通排水式船舶数值模拟方法、基于单自由度的动网格技术的方法、基于六自由度运动的滑行艇数值模拟的方法预报了某给定横倾角的滑行艇的横向水动力,并与试验值做了对比验证,比较分析了这三种方法在计算滑行艇横向水动力的适用性,探讨了滑行艇的航速、横倾角与水动力性能之间的关系。 最后,利用FLUENT软件建立了数值波浪水池,并且成功预报了滑行艇在波浪中的运动与受力。 本文的工作为后期研究滑行艇的横稳性提供了技术基础。……   
[关键词]:滑行艇;CFD;2.5D;动网格;六自由度运动;水动力性能预报;航行姿态;数值波浪水池
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工程大学2012年