排水型高速船波浪增阻计算方法的研究

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1、江苏科技大学硕士学位论文大摘要论文题目排水型高速船波浪增阻计算方法研究研究方向船舶与海洋结构物先进设计与制造技术学科、专业船舶与海洋结构物设计制造研究生姓名姚伟导师姓名谢云平研究员填表时间２０１3年３月29日摘要摘要船舶在波浪中的阻力增加是耐波性研究的重要内容之一，波浪增阻将会使船舶航[2]速降低，对船舶的营运性能、经济效益等产生影响。对于排水型高速船波浪增阻的研究，通常采用高速细长体理论、船模试验等方法。近年来，随着计算机技术以及计算技术的发展，计算流体动力学（CFD）在船舶水动力性能预报方面的优势受到越来越多的关注，基于CFD理论的数值波浪水池成为研究

2、船舶水动力性能的一种新途径。本文首先采用fluent软件，建立了二维数值波浪水池，运用数值造波技术模拟规则波，首先采用仿推板造波法模拟规则波，对比了没有经过消波处理以及采用人工阻尼法消波的波形，验证了人工阻尼法消波的有效性。其次，采用直接造波法模拟规则波，对仿推板造波法和直接输入造波法所得到的波形进行了对比，分析了两种造波方法的优缺点，最终确定直接输入造波法在所消耗的机时、所得到的数值波形与理论波形的吻合度方面要优于仿推板造波，并对采用推板造波法得到的数值波形进行了分析，得到了波浪衰减的一般规律。在此基础上将直接输入法造波与人工阻尼消波应用到三维数值波浪水

3、池，对比分析了二维情况、三维情况以及理论波形的差异，验证了三维数值波浪水池中采用直接输入法造波以及人工阻尼消波可以得到满足实用要求的规则波。在数值波浪水池的基础上本文首先选取WigleyIII船模对规则波中迎浪航行的排水型高速船波浪增阻CFD计算方法进行了研究，采用动网格技术结合运动控制程序模拟了排水型高速船在波浪中的纵摇与升沉运动并计算了规则波中排水型高速船迎浪航行的波浪增阻，并将计算结果和船模试验数据进行了对比。对排水型高速船波浪增阻的CFD计算方法进行了初步探讨。其次，采用Model5b船模验证了该方法的适用性。关键词：排水型高速船、数值波浪水池、波

4、浪增阻、CFDIAbstractAbstractAddedresistanceofshipinwavesisoneoftheimportantresearchcontentsinseakeepingperformance.Addedresistancewillreducethespeedandimpacttheoperationofshipandeconomicbenefits.2.5Dtheoryandstriptheoryarecommonmethodsforstudyingaddedresistanceofhigh-speeddisplacement

5、craft.Inrecentyears,alongwiththedevelopmentofcomputeandcomputertechnology,moreandmoreshipdesignerpayattentiontotheadvantagesofusingcomputationalfluiddynamics(CFD)topredictshiphydrodynamicperformance.NumericalwavetankwhichisbasedonCFDtheoryprovideanewwayforstudyhydrodynamicperforma

6、nceofship.Firstly,usingsoftwareFluentestablishtow-dimensionalnumericalwavetank.Physicswave-generatingimitatingmethodisadoptedtosimulateregularwaves.InthispaperIcomparedwaveformofnumericalwavetankwithartificialdampzoneandnumericalwavetankwithoutartificialdampzone,certificatetheeffe

7、ctivenessofartificialdampingmethod.Secondly,usinginputwave-generatingmethodsimulatingregularwave,comparewithnumericalwaveformgeneratedbyphysicswave-generatingimitatingmethod,analysisfeatureofthetwomethodgettheconclusionthatinputwave-generatingmethodisbetterthanphysicswave-generati

8、ngimitatingmethodinwaveformandcal