發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 15:16

　　 滑行艇的發(fā)展由來(lái)已久,特別是常規(guī)單體艇,該種艇型在風(fēng)浪中易遭受較大的失速和較為嚴(yán)重的航行拍擊,從而航行區(qū)域受到限制,而滑行艇在軍用領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛,因而對(duì)軍用領(lǐng)域的發(fā)展也受到很大的限制。同時(shí)高速時(shí)阻力值增加迅速,耐波性較差。解決該類(lèi)問(wèn)題,可以通過(guò)改變艇型的方式。本文采用Taunton的模型試驗(yàn)中所測(cè)試的C系列單體滑行艇模型作為母型艇型,該系列艇型建立在對(duì)世界主流高速艇艇型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)之上。參考母型船艇型,在系列單體滑行艇模型基礎(chǔ)上,在舭部形成兩對(duì)折角線,建立起新的艇型,即雙折角滑行艇。在原母型船模型基礎(chǔ)上形成的第二對(duì)折角線與第一折角線間在寬度方向的匹配,兩折角線間滑行面斜升角、以及在舭部折角線間壓浪條高度三個(gè)參數(shù)是本文討論的重點(diǎn),它們對(duì)這種新艇型在不同滑行階段阻力以及耐波性都有一定的影響。因此如何取得最優(yōu)的流體動(dòng)力性能,有必要對(duì)該種新艇型進(jìn)行初步研究。論文中采用基于有限體積法(FVM)的商業(yè)CFD軟件STAR-CCM+對(duì)其水動(dòng)力特性開(kāi)展研究和分析。首先,在所建立的數(shù)值船池中,采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),找到適宜于中高速單體滑行艇的數(shù)值模擬方案。根據(jù)已經(jīng)得到的船模在靜水中航行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬的計(jì)算值的比較,驗(yàn)證了本文采用的CFD計(jì)算方案的有效性和可靠性。其次,對(duì)雙折角滑行艇艇型進(jìn)行介紹,利用CFD技術(shù)分析其在靜水中的水動(dòng)力特性。通過(guò)與普通系列折角線寬度不同的單體滑行艇在阻力、艇體航行姿態(tài)、艇體自由液面興波、艇底壓力分布等方面的比較,分析在靜水航行時(shí)水動(dòng)力異同,說(shuō)明雙折角滑行艇在阻力方面的優(yōu)勢(shì)。之后,通過(guò)對(duì)舭部水氣兩相分布和壓力情況分析,闡明了舭部的水動(dòng)力作用機(jī)理。通過(guò)對(duì)雙折角滑行艇折角線寬、兩折角線間過(guò)渡滑行面的斜升角和舭部壓浪條高的增量研究對(duì)阻力性能的影響,探究出合適的舭部艇型參數(shù)。最后根據(jù)造波技術(shù)與消波技術(shù)在STAR-CCM+中完成三維波浪水池的建立,在三維波浪水池對(duì)雙折角滑行艇規(guī)則波中迎浪狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：U661.3
【部分圖文】：

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文滑行艇可以根據(jù)艇體形狀特點(diǎn)劃分船型，如高速船依據(jù)船體舭部橫剖面的形狀，可分成圓舭型和折角型。具體剖面形狀可以從圖 1.1 中看出，A、B 都屬于圓舭型船，不同的是舭部圓弧弧度不同，一般適用于排水型船，C、D 屬于尖舭型船，其兩者不同的是舭部折角邊個(gè)數(shù)不同，滑行艇一般會(huì)設(shè)計(jì)成尖舭型，D 為常規(guī)的單折角滑行艇舭部剖面，C 是帶有兩個(gè)折角邊的滑行艇即為雙折角滑行艇舭部剖面形狀。所謂雙折角滑行艇是指擁有 2 對(duì)折角線的艇體。航行于高速或洶涌波浪的現(xiàn)代艦船的船體也許有類(lèi)似的雙折角船體。這種新艇型在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛。從圖 1.2 捕鯨船中就可以看出在舭部形成多個(gè)折角線，這種艇型在高速滑行時(shí)阻力相對(duì)較小，所需要的推力也相應(yīng)減小，能夠節(jié)省一定資源。

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文滑行艇可以根據(jù)艇體形狀特點(diǎn)劃分船型，如高速船依據(jù)船體舭部橫剖面的形狀，可分成圓舭型和折角型。具體剖面形狀可以從圖 1.1 中看出，A、B 都屬于圓舭型船，不同的是舭部圓弧弧度不同，一般適用于排水型船，C、D 屬于尖舭型船，其兩者不同的是舭部折角邊個(gè)數(shù)不同，滑行艇一般會(huì)設(shè)計(jì)成尖舭型，D 為常規(guī)的單折角滑行艇舭部剖面，C 是帶有兩個(gè)折角邊的滑行艇即為雙折角滑行艇舭部剖面形狀。所謂雙折角滑行艇是指擁有 2 對(duì)折角線的艇體。航行于高速或洶涌波浪的現(xiàn)代艦船的船體也許有類(lèi)似的雙折角船體。這種新艇型在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛。從圖 1.2 捕鯨船中就可以看出在舭部形成多個(gè)折角線，這種艇型在高速滑行時(shí)阻力相對(duì)較小，所需要的推力也相應(yīng)減小，能夠節(jié)省一定資源。

這種新艇型在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛。從圖 1.2 捕鯨船中就可以看出在舭部形成多個(gè)折角線，這種艇型在高速滑行時(shí)阻力相對(duì)較小，所需要的推力也相應(yīng)減小，能夠節(jié)省一定資源。圖 1.1 舭部橫剖線圖 圖 1.2 捕鯨船圖 1.3 是 Progression Offshore Performance Boats 企業(yè)所設(shè)計(jì)的 F1-54 摩托艇，該艇型在舭部擁有兩對(duì)折角邊，且兩滑行面斜升角也有所不同，折角線橫向有一定寬度以保證轉(zhuǎn)彎時(shí)迅速且安全，在很大程度上減少水流的噴濺，從而減少飛濺阻力。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2820015