57-实船阻力及流场数值预报方法与在线粘度计(黏度-阻力预报-实尺度-粗糙度-虚拟流体粘度)

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1、第35卷第5期哈尔滨工程大学学报Vol.35№.52014年5月JournalofHarbinEngineeringUniversityMay2014实船阻力及流场数值预报方法易文彬，王永生，杨琼方，李剑（海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033）摘要：为快速准确预报实船阻力及流场信息，对基于模型尺度数值计算外推方法、虚拟流体粘度方法、实尺度计算方法的阻力及流场计算结果进行了比较和分析。在傅汝德数0.15~0.41内，3种方法与船模试验值外推预报的实船阻力差分别在7%、4.5%、3.5%以内，其

2、中虚拟流体粘度方法和实尺度计算方法均考虑了粗糙度的影响。在波形与伴流场的比较中，虚拟流体粘度方法与实尺度计算方法预报结果基本一致。虚拟流体粘度的方法能够较好预报实船的阻力和流场，且计算量最小，具有较强的工程应用价值。关键词：阻力预报；实尺度；粗糙度；虚拟流体粘度；实船阻力；流场；数值预报doi：10.3969/j.issn.1006-7043.201301004网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.U.20131112.1007.016.html

3、中图分类号：U661.1文献标志码：A文章编号：1006-7043（2014）05-0532-05NumericalmethodsforpredictingshipresistanceandflowfieldYIWenbin，WANGYongsheng，YANGQiongfang，LIJian（CollegeofMarinePowerEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China）Abstract：Thispaperusesthee

4、xtrapolationmethodbasedonthemodel-scalenumericalcalculation，virtualfluidviscositymethodandfull-scalecalculationmethodtopredictandanalyzetheresistanceandflowfieldofashipinfull-scale.WiththeFroudenumberwithintherangeof0.15~0.41，thedifferencebetweentheresi

5、stancepredic-tionsbasedonthethreemethodsandthefull-scaledataextrapolatedfromthemodel-scalemeasurementsislessthan7%，4.5%，3.5%，respectively.Inaddition，thevirtualfluidviscositycalculationandfull-scalecalculationhadin-cludedtheeffectsofroughness.Thevirtualf

6、luidviscositymethodandfull-scalecalculationmethodgaveconsistentpredictionsofthefreesurfaceevaluationandwakefield.Thevirtualfluidviscositymethodcanpredictfull-scalere-sistanceandtheflowfieldwellwiththeleastcomputationtime，andasaresultisusefulforengineeri

7、ng.Keywords：resistanceprediction；full-scalecalculation；roughness；virtualfluidviscosity；shipresistance；flowfield；numericalprediction船阻力预报大部分是基于模型试验进行的，但目前基于CFD的船舶数值计算主要集中于模79是模型试验一般是在傅汝德数相等的条件下进行型尺度的雷诺数（10），对实尺雷诺数（10）下的研的，与实船雷诺数并不相等。在实际工程中，可以通究还比较少。但是随着船

8、舶计算流体力学的发展和过模型试验测得模型的总阻力，然后通过外推经验工程实践的需要，实尺度雷诺数下阻力和流场的精［1］［2］公式（二因次法或三因次法）和一些船体粗糙度等确计算获得了更加越来越多的关注。Raven等有关的经验修正项得到实船阻力。这些方法具有很通过CFD的方法计算了模型和实船的阻力并且分强的工程实用性，但是包含了大量的经验修正项，船析了船模实船阻力换算过程中各阻力成分的尺度效［3］模与实船相关换算缺乏严格的理论支撑，也不能给应。Bhushan等