小水線面雙體船（SWATH）因其優(yōu)異的耐波性能成為當前重要的高性能船舶之一。針對某SWATH試驗船,分別采用經(jīng)驗公式估算方法、CFD數(shù)值計算方法和船模試驗測試方法對其螺旋槳脈動壓力進行了預報分析。結果表明,SWATH船在無空泡狀態(tài)下螺旋槳脈動壓力整體較小,在早期設計階段可以用常用的經(jīng)驗公式進行初步估算;CFD數(shù)值計算方法能滿足實際工程需要,為SWATH船螺旋槳脈動壓力計算和艉部振動控制提供了參考。 

【文章來源】：中國造船. 2020,61(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

SWATH船外形示意圖表1船體主尺度xyz

。表3螺旋槳脈動壓力估算結果估算方法葉頻幅值/PaHolden法（DNV）155.2簡化的Holden法（CCS）115.3CB/Z法（CCS）142.93CFD數(shù)值計算采用粘性RANS數(shù)值方法和滑移網(wǎng)格技術，對SWATH船螺旋槳誘導的船體表面脈動壓力進行數(shù)值預報。計算模型縮尺比為1∶16。計算域通常選取為包含船體的柱形區(qū)域，由于計算模型左右對稱，只選取其中一半。計算域的上游入口位于船首前ppL處，下游出口位于船尾后2ppL處，徑向遠場距離船體中心ppL處，如圖2所示。其中上游入口和徑向遠場為速度條件，下游出口為壓力條件，船體和螺旋槳表面為無滑移條件，不考慮自由面的影響，將水線面定義為對稱邊界。圖2計算區(qū)域為了提高計算精度，船體表面網(wǎng)格尺寸為0.0018ppL；為了準確捕捉船尾的復雜分離流動，船尾網(wǎng)格進行了加密，其表面網(wǎng)格為0.0009ppL；整個船體表面第一層網(wǎng)格高度為0.000036ppL，增長比率為1.1，層數(shù)為10。在螺旋槳旋轉區(qū)域采用非結構網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)為430萬，船體靜止區(qū)域采用六面體網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)為437萬，整個計算區(qū)域網(wǎng)格總數(shù)為867萬，如圖3所示。Lpp2LppLppLppLpp2Lpp

148中國造船學術論文（a）船體靜止區(qū)域（b）船體首部（c）船體尾部區(qū)域（d）槳葉表面圖3計算模型網(wǎng)格劃分根據(jù)以上設置，不考慮螺旋槳空泡，采用CFD軟件FLUENT計算。時間步長t為螺旋槳旋轉1°所需的時間，總共計算旋轉7周的時間。轉速n=20r/s，模型直徑D=0.25m，密度=998.2kg/m3，模型螺旋槳進速系數(shù)J=0.8186，水速U=4.09m/s，對應的實船水速為6kn。得到的船體和槳葉表面的壓力系數(shù)分布如圖4所示。（a）船體（b）槳葉圖4船體表面壓力系數(shù)分布


本文編號：3064426