文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
船舶阻力及粘性流场的数值模拟
姓名:李良彦
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:钱昆
20081201
摘要当前船舶阻力的预测大多数是用经验公式来估算,或者做模型试验换算到实船阻力。前者有估算不准且得不到船舶周围流场的实际情况,而后者虽能较准确的估算实船的总阻力,但依然对船舶的周围流场、尾流场不能精确描述。而且模型试验还受到模型尺寸等实际因素制约不能进行特殊情况下的试验。模型试验还花费巨大以至增加了造船随着计算机的快速发展,船舶计算流体力学,简称方法在计算能力和实用化方面都发生了深刻的变化。其计算船舶的阻力和模拟周围流场的流动细节的功能越来越强,精度上基本能达到工程应用要求,而且花费较模型试本文采用目前广泛应用的商业计算流体力学通用软件数值模拟具有自由液面的船舶的粘性流场,自由液面采用法进行处理。计算对象是已经做过详细试验,比较成熟的系列船型。通过大量的试算,选取一个合适的湍流模式,并确定湍流参数。将计算结果与经验公式估算结果和模型试验结果进行比较,给出波高、速度矢量等计算值。然后参考这一算例,又模拟计算了一条实尺度油船的摩擦阻力和粘性流场。数值计算模拟结果表明,可以比较精确的预报船舶的摩擦阻力。对于小尺度的船模,预报的总阻力相差在%以内。ǹ梢越虾玫姆从吵龃逍瞬ㄇ榭觥通过与无自由液面的结果比较,清晰的显示出自由液面对船舶粘性流场的影响。而且真实的模拟出实尺度船舶流场的压力、流线情况。这为商业计算流体力学软件在计算具有自由表面的船舶阻力方面和其他性能研究的实用性和准确性提供了一些依据。关键词:数值模拟;阻力;粘性流场;;椒大连理工大学硕士学位论文成本。验少很多。
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趁。墓鱼煎鱼阻丛基整鳖逸堑鱼鱼焦趑丛大连理工大学学位论文独创性说明垒圣塑呈年隆日作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目:作者签名:日期:
。垂丛圣艘【年—良月—址日顺誓辍3耲丛日纯要大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以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,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有学位论文题目:作者签名:日期:导师签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
绪论研究背景及意义国内外研究概况与进展首先阐述了本文的研究背景和意义,然后概述了国内外关于船体阻力尤其是船体粘性绕流的研究概况,最后介绍了本文的主要工作及相关结论。在船舶设计中,对船舶阻力和船体粘性绕流的精确预报非常重要。在船舶阻力方面,一般是将阻力分为彼此独立的两部分,即粘性阻力和兴波阻力。前者是由水的粘性引起,后者因自由面的存在及重力作用而产生。粘性流动和自由面的计算在很长的时间内是分开考虑的,即用势流理论方法处理自由面,而另外通过求解方程来计算船体的粘性边界层。在这种分离方法中,忽略了自由面对粘性的影响。这是由于自由面的存在使流动计算变得非常困难,因为自由面一方面是求解的必要条件,另一方面其形状和位置并非事先预知,是作为解的一部分由求解过程给出。随着计算机性能和计算流体力学的发展,数值模拟成为船舶工程领域一种强有力的研究手段,而如何对绕船体自由面周围粘性流场进行数值模拟,也成为了船舶流体力学领域里具有重要理论价值和实用意义的研究方向【。本文就是用商业计算流体力学软件对绕船体自由面粘性流和船体阻力进行了数值模拟和计算,并对结果进行了分析讨论。粘性是流体的一种固有属性,但是在很多流体运动上如果考虑它的影响将使研究的问题变得相当复杂,因此刚开始的时候人们就把流体当作理想流体,即无粘流体来处理。在船舶方面涉及到的流体问题上,刚开始也是忽略了粘性的影响,采用势流方法来进行船舶水动力性能的研究。尽管势流理论现在己发展得相当成熟,己经可以精确地计算船舶的兴波阻力,但是在预报流场细节和计算粘性阻力问题上它却无能为力,而必须依靠粘性流计算方法【俊事实上,对于表面船来说,粘性对于船体周围薄边界层和船后伴流是非常重要的。从船肿到船艉,船体横截面面积及其形状都在发生变化,边界层