全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究

《全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究硕士研究生：尤忠强指导教师：冯峰研究员企业教师：侯德仁工程师工程领域：船舶与海洋工程论文主审人：高良田教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究硕士研究生：尤忠强指导教师：冯峰研究员学位级别：工程硕士工程领域：船舶与海洋工程所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年05月02日论文答辩日期：2018年06月06日学位

2、授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.Eng（MasterofEngineering）NumericalSimulationandOptimizationofInternalFlowFieldofACVCandidate:YouZhongQiangSupervisor:ResearcherFengFengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringFi

3、eld:NavalArchitectureandOceanEngineeringDateofSubmission:May.02,2018DateofOralExamination:Jun.06,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经

4、公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证

5、毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于CFD方法的全垫升式气垫船内部流场的数值模拟与优化研究摘要气垫船是以静态空气压力支撑的一类高性能船舶，是所有船舶中流体动力特性最为复杂的一种船型。以风机、风道、围裙、气垫为基础构成的围裙气垫系统决定了全垫升式气垫船垫升性、稳性、快速性、耐波性

6、与操纵性等各项性能。围裙气垫系统也是气垫船区别于其他船舶的重要结构，是与各项总体性能最密切相关的系统。本文以在研项目“22客位全垫升式气垫船”作为母型船，对该气垫船的垫升性能进行了规范计算，并分析了围裙气垫系统的主要要素对全垫升式气垫船性能的影响。在保证计算结果精度的前提下对母型船围裙气垫系统进行合理简化并建立三维建模，应用CFD方法对全垫升式气垫船内部流场进行数值模拟计算，将CFD计算结果与规范计算结果进行对比分析，误差均小于7.0%。利用CFD方法计算分析阻流板的安装位置、导流片的安装位置和曲率对全

7、垫升式气垫船内部流场主要参数的影响，得到了气囊和气垫压力分布、压心位置、总升力、艏艉囊压比以及各部位出口的泄流系数与阻流板的安装位置、导流片的安装位置和曲率之间的关系。针对本文中母型船越峰能力不足和囊压比低于设计值的问题提出了三种优化方案，包括在气囊中安装阻流板、在风机出口处安装导流片以及同时安装阻流板和导流片，并分别对三种方案进行CFD计算。根据本文的计算结果，在距离风机出口左壁面465mm处的气囊中安装阻流板进行优化能够使囊压比从1.146升高到1.226，提高6.98%，；艏艉囊压比从0.993升

8、高至1.056，提高了6.3%，极大地提高了母型船的越峰能力。在距离风机出口左壁面265mm处安装曲率ρ=1.43的导流片进行优化能够使囊压比从1.146升高到1.235，提高7.77%；艏艉囊压比从0.993升高至1.063，提高7.0%。同时安装阻流板和导流片优化母型船虽然可以提高囊压比和越峰能力，但是由于阻流板和导流片的相互作用，优化结果不易控制，建议单独使用其中一种方式优化全垫升式气垫船内部流场。计算结果表明，本文提出的优化方案能够