赛艇阻力板空气动力性能数值模拟

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1、武汉体育学院硕士学位论文赛艇阻力板空气动力性能数值模拟姓名：张子华申请学位级别：硕士专业：运动人体科学指导教师：郑伟涛20090401摘要目的：赛艇等水上项目如何增加阻力同时又不影响运动员运动技术水平的发挥是亟待解决的问题，经过长时间的探索与研究，结合运动的实际，本课题组开发并研制了一种赛艇阻力增加的装置即赛艇阻力板，对赛艇阻力板进行数值模拟和阻力效果进行讨论。方法：数值模拟法，应用商业CFD软件FLUENT进行计算。结果：1．计算的区域、离散格式对计算结果的影响显著，与风洞试验值相比，阻力值、阻力系

2、数在50。～60。攻角范围的结果不准确，升力值与升力系数在30。～40。攻角的范围内结果不准确，其它角度的计算结果较为合理。2．对于0～20。高速流动的平板绕流问题，模型之间的计算结果没有明显差异，S．A模式的计算收敛速度快，计算结果稳定，更适宜使用。3．30。以上攻角的高速流动平板绕流问题，模型之间计算模拟的结果的差异较大，模拟出涡尺度的大小、距平板的距离及数量、存在明显的差异。在攻角为30。、40。时，RNG缸￡模式的计算结果更为合理，但是RNGk-F模式的收敛速度较慢，计算较为费时间。3．70。

3、以上较大攻角，FLUNET各模型之间的差别更大，而SSTK-∞模型模拟的涡的结果较为正确可信。4．计算区域对压力系数的计算结果影响较大，因此在考虑计算机能够承受的计算范围的情况内，应该使计算域足够大。5．速度的变化对阻力板阻力及压力的影响要大于角度的变化对阻力板阻力的影响，阻力的大小与速度的平方成正比。6．当攻角变大时，速度对阻力板阻力的影响越明显，因此如果划行速度偏小，阻力板的增阻训练的效果就达不到。角度对平板的压力分布影响较大。结论：数值试验的平板阻力和升力的计算结果模拟较为准确，可以通过该计算结

4、果确定计算的湍流模型、计算区域及离散格式；对阻力板阻力以及板表面的压力分布的模拟计算是准确的，模拟的结果可以应用于具体的实际训练中，阻力板的使用可以在不改变运动员技术动作的前提下，完成相同的训练量节省更多的时间，有效提高运动员的训练效率和效果。本文的研究工作得到了科技部支撑计划《潜优势项目专项训练器材研究与应用》(课题编号：2006BAK37808)、科技部支撑计划《赛艇项目技战术特征及训练方法的研究》(课题编号：2006BAK37804)、湖北省教育厅重大项目《赛艇技战术评价体系的研究及应用》及湖北

5、省体育局十一届全运会攻关项目《湖北省赛艇运动员专项体能和技术评价研究》等课题的资助，特此致以衷心的感谢!关键词：赛艇、阻力、攻角、流体、数值模拟AbstractPurpose：Itistheproblemwhichneedtobesolvedurgentlythattheresistanceisincreased，buttheskillsoftheathletesinrowingarenotaffectedsimultaneously．Duringalongtimestudyandresearch．c

6、ombiningwiththerealityofthetraining，theresistanceplatehasbeenmadefortheresistanceincreasingbyourmembers．thustheresultsandresistanceofthenumericalsimulationisdiscussedinthispaper．Method：TheCFDsoftwareFLUENT6．2isusedinthisPaper．Results：Theresultsisaffecte

7、dbythecomputationalareasanddiscretization．Comparedwiththewindtunnelexperiments，thecomputationalresultsofResistanceisnotcorrectintheangleattackedof50-60。，andthesameasthatofLiftintheangleattackedof30～40o．andtheothersarereasonable．Firstly,fortheangleaRacke

8、dof0-20。．theresultsofthenumericalsimulationarenotdifferentamongthedifferentturbulencemodels．andtheS-Amodelsisthebestchoice．SecondlyfortheangleaRackedof30-40。．thedifferenceissignificantbetweenthedifferentmodels，whichismajorinthesi