【摘要】：船舶在航行過程中,由于周圍流場(chǎng)以及受力的改變,船體姿態(tài)將發(fā)生相應(yīng)的變化。對(duì)于高速型船舶其運(yùn)動(dòng)姿態(tài)變化更加明顯,進(jìn)而影響船舶的正常航行,降低船舶的舒適性和安全性。船舶六自由度運(yùn)動(dòng)問題是一種復(fù)雜的三維流動(dòng),并且由于其運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和自由面的存在使得研究難度進(jìn)一步增大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)CFD(Computational Fluid Dynamics)的不斷發(fā)展,越來越多的學(xué)者運(yùn)用數(shù)值方法對(duì)其進(jìn)行研究。本文基于CFD技術(shù)并應(yīng)用STAR-CCM+軟件研究高速型船舶的阻力及縱向運(yùn)動(dòng)特性,并針對(duì)這一特性對(duì)船體局部進(jìn)行改型設(shè)計(jì)。首先,本文運(yùn)用CFD技術(shù),對(duì)某高速型船舶直航下固定模態(tài)和自由模態(tài)的船體阻力進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證了采用自由模態(tài)計(jì)算船體阻力具有更高的精度。其次,針對(duì)船舶六自由度運(yùn)動(dòng)問題,本文對(duì)靜水中高速型船舶的縱向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了船體型線對(duì)高速船水動(dòng)力性能的影響,給出了船體阻力隨航速的變化情況、船舶運(yùn)動(dòng)過程中縱傾角和升沉位移的變化規(guī)律以及船體周圍流場(chǎng)分布情況。最后,在應(yīng)用船舶六自由度運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬方法的基礎(chǔ)上,對(duì)DTMB5415模型開展計(jì)及升沉縱搖耦合運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬,并對(duì)其球艏構(gòu)型進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男驮O(shè)計(jì),為高速船航行運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬提供一定參考。
[Abstract]:Due to the change of the flow field and the force around the ship, the ship's attitude will change. For high-speed ships, the change of motion attitude is more obvious, which will affect the normal navigation of ships and reduce the comfort and safety of ships. The six-degree-of-freedom motion problem of a ship is a kind of complicated three-dimensional flow, and the complexity of its motion and the existence of free surface make it more difficult to study. With the development of computer technology CFD (Computational Fluid Dynamics), more and more scholars use numerical method to study it. Based on CFD technology and STAR-CCM software, the resistance and longitudinal motion characteristics of high-speed ship are studied in this paper. Firstly, in this paper, the hull resistance of fixed mode and free mode is calculated by using CFD technology, and the numerical results are compared with the experimental results. It is verified that the calculation of hull resistance by free mode has higher accuracy. Secondly, aiming at the motion of six degrees of freedom, the longitudinal motion of high speed ship in hydrostatic water is numerically simulated, the influence of ship body line on hydrodynamic performance of high speed ship is analyzed, and the variation of hull resistance with speed is given. The variation law of the inclination angle and heave displacement and the distribution of the flow field around the ship during the ship's motion. Finally, based on the numerical simulation method of ship's six-degree-of-freedom motion, the DTMB5415 model is simulated with the coupled motion of heaving and pitching, and the configuration of the spherical bow is modified appropriately. It provides a certain reference for the numerical simulation of the navigation motion of high speed ship.
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U661.3

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本文編號(hào)：2391479