基于cfd方法的船舶旋回仿真研究

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1、分类号：密级１０１５１ＵＤＣ单位代码：乂辦乂拿雜、自＇０３全日制学术型硕±研究生学位论文基于ＣＦＤ方法的船舶旋回仿真研究唐元东指导教师洪碧光教授申请学位类别工学硕±学科（专业）名称交通信息工程及控制学位授予单位大连海事大学２０１５年１月分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１大连海事大学硕：ｔ学位论文基于ＣＦＤ方法的船舶旋回仿真研究唐元东指导教师洪碧光职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学硕±学科（专业）交

2、通信息工程及控制论文完成日期２０１４年１０月答辩日期２０１５年１月答辩委员会主席ＳｔｕｄｏｆｓｈｉｔｕｒｎｉｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＣＦＤｙｐｇＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｌＵｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｐｑｇｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢｙＴａｎＹｕａｎ－ｄｏｎｇｇ（ＴｒａｆｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａ

3、ｎｄＣｏｎｔｒｏｌ）ＴｈｅｓＢｉ－ｉｓＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＨｏｎｕａｎｐｇｇｇＪａｎ２０１５大连海事大学学位论文原创性声明巧使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师洪碧光教授的指导下独立进行研究工作所取＂＂得的成果，撰写成硕±学位论义基于ＣＨ）方法的船舶旋回仿真研究。除论文中己经往明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：

4、学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盎版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。

5、保密的论文在解密后遵守此规定。＾本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。／＂＂不保密＾３（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作機名言导臓名么曰期：Ｗ妊／月曰ｆ＾摘要据统计，造成港内水域船舶碰撞事故的主要原因是船舶驾驶员对船舶操纵性。的掌握不足在海上船舶航行过程中，船舶驾驶员要随时有效地控制船舶的运动，实施对船舶操纵的有效控制就必须了解本船的操纵性能和外界环境对本船操纵的一２００２年综合影响。船舶操纵性直是国际航海界研究的热点问题，，ＩＭＯ一（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｍａｒｉｔｉｍｅｏｒａｎｉｚａｔｉｏｎ）颁布了

6、船舶操纵性标准，掀起了又股船舶ｇ一操纵性研究的热潮。船舶旋回性船舶操纵性的主要指标么。（ＣＦＤ，ＣｏｍｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄ随着计算机水平的不断发展，计算流体力学ｐ一Ｄｙｎａｍｉｃ）不断在船舶水动为学方面应用，也为船舶操纵性的研究提供了种更加精确、经济的研巧方法。ＮＳ－本文基于ＣＦＤ方法，通过求解ＲＡ（ＲｅｙｎｏｌｄｓａｖｅｒａｇｅｄＮａｖｉｅｒｓｔｏｋｅｓ）方程－数值模拟船舶在海上的旋回操纵。其中，瑞流模型选用ＳＳＴＡｗ模型壁面处理；采用壁面函数方法；自由液面采用单项ＬＥＶＥＬＳＥＴ方法处理；采用ＦＶＭ（Ｆｉ

7、ｎｉｔｅＶｏ山ｍｅＭｅｔｈｏｄ）离散化ＲＡＮＳ方程，其中空间和时间的离散格式均为二齡精度；ＳＯｔ－ｔ选用ＰＩ（ＰｒｅｓｓｕｒｅＩｍｐｌｉｃｉｔＳｐｌｉＯｐｅｒａｏｒ）算法调整离散方程，再求解；网格的划分选用更加节省计算资源的重叠网格技术，且通过求解刚体运动方程来实现船体的６自由度运动，从而得到船舶在旋回过程中的各个运动姿态数据。＂＂育銀轮为例，本文Ｗ大连海事大学实习船，建立实尺寸船舶模型对比数＂＂°一次实际的船舶海上据育銀轮２５旋回试验数据作为参考。通过数值模拟的结果与实船试验所得的数据的对比，可得到船舶旋回各项数据的精度较高

8、，除反移量的误差为１