小水线面双体船阻力及其数值模拟方法研究.pdf

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1、栏目编辑：张弛Ship／船舶DOI编码：10．13646~．cnki．42—1395／u．2015．07．008小水线面双体船阻力及其数值模拟方法研究蟹文／陈建涛刘枫琛王桂云李遵伟摘要：本文对小水线面双体船阻力进行了分析，采用计算流体力学软件对小水线面双体船实尺度模型的粘性绕流进行了数值模拟，根据需要提取残差监视曲线图、阻力系数监视曲线图、片体表面动压力分布图、空气体积分数分布图等，并将各航速下的阻力模拟结果经过一定处理后绘制成船舶阻力曲线。说明了对小水线面双体船三维粘性扰流水动力性能数值模拟的可行性，数值模拟在阻力计算和流场表达方面的优势及数值模拟在多目标选优和单

2、目标优化方面的应用。关键词：小水线面双体船船舶阻力数值模拟粘性绕流计算流体力学软件小水线面双体船又称为半潜式双体船，是一种为了论计算分析方法有线性理论、面元法理论及经验公式估改善耐波性、减小兴波阻力，将常规双体船的片体在水算等；常用的数值模拟方法有有限差分法、有限体积法、线处缩小宽度形成狭长流线形水线面的双体船型。有限元法、有限分析法等；模型试验对于小水线面双体小水线面双体船由常规双体船发展而来，和常规双船阻力的确定仍然起着决定性的作用，常用来验证其他体船一样，具有甲板面积宽广、使用空间规整而充裕、阻力研究手段的可靠性。横向稳定性好等优点。此外，小水线面双体船还具有

3、其他的一些优点：高速航行时，静水阻力性能和波浪阻力小水线面双体船阻力数值模拟方法研究性能好；螺旋桨轴线沉深较大，推进效率高；水线面面水动力性能的数值模拟是通过计算流体动力学积小，耐波性能好；易实施联合控制操纵系统，操纵灵(ComputationalFluidDynamics，CFD)软件来实现的。活，航向稳定性及其回转性能良好；船体表面外形简单，CFD软件是专门进行流场计算、分析和预报的软件。通便于模块化设计和建造，建造成本低周期短；静稳性好，过CFD软件数值模拟，可以计算、分析并显示发生在流具有较强的生命力。场中的各种现象，可以得到比模型试验更多的流场信息；目前，

4、世界各主要造船国家都在致力于小水线面双在比较短的时问内，可以进行水动力性能的预报，在多体船的研究开发，并将其应用军船和民船之上。而船舶目标方案选优方面有着广泛的应用；也可以通过改变各阻力作为船舶快速性能的重要方面，是进行小水线面双种参数预报性能，达到单目标优化的目的。体船设计首要予以保证和优先进行研究的。1、几何模型的建立某小水线面双体船片体的主要尺度：下潜体长度小水线面双体船阻力及其研究方法LB=59．67m，下潜体直径DB=3．32m，支柱体长度Ls=38m，小水线面双体船总阻力Rt主要包括兴波阻力民、粘支柱体沉深H=2．73m，支柱体最大厚度ts=1．6m，两

5、片体性阻力R、附体阻力R和波浪中航行时的阻力增值Raw，中心距2b=16m。即：建立几何模型：首先，根据支柱体和下潜体的外形RI=Rw+RRD+R(1)生成坐标数据，进行适当的处理后建立建模软件能够识与单体船一样，小水线面双体船的阻力研究方法有别的数据点文件；然后，在建模软件中导人数据点文件，理论计算分析法、数值模拟法和模型试验法等三种。理分别建立几何体；最后，进过布尔运算等处理生成一个CWT中国水运2015·731