本文關鍵詞：規(guī)則波中箱型駁船頂浪航行波浪力特征的研究

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【摘要】：隨著我國海上運輸事業(yè)的發(fā)展,駁船運輸以其良好的經濟效益承擔完成了相關海上貨物運輸工作,占據了航運業(yè)一席之地。駁船的操縱特性也越來越受到大家的關注,與之相關的研究也日益開展起來,其中準確的預報駁船的波浪力對駁船的操縱性研究有著重要的意義。近年來高性能計算平臺的計算能力得到很大的提升,不斷滿足針對船舶的計算流體力學(CFD)計算要求。運用CFD技術,建立數值波浪水池進行駁船波浪力的模擬計算,與傳統(tǒng)的水池實驗相比有著成本低、周期短、避免尺度效應的優(yōu)勢。CFD技術在船舶波浪力的研究中應用較為廣泛。本文以駁船系列中具有代表性的箱型駁船為研究對象,利用CFD軟件Fluent建立了數值水池,運用動網格技術模擬了箱型駁船的迎浪航行。首先,建立數值水池實現了箱型駁船船模的水池實驗,并將數值模擬結果與船模水池實驗進行對比,從而確定了數值模擬的可靠性。之后,建立實際尺寸箱型駁船模型,進行不同波浪條件下駁船迎浪航行的數值模擬計算。最后,提取數值模擬的相關數據,對數據進行處理,最終得出箱型駁船在不同波浪條件下的波浪力特點以及流場特征。本文的數值模擬中控制方程的離散采用有限體積法格式為二階迎風格式,湍流模型為RNG κ-ε湍流模型,速度壓力耦合采用SIMPLE算法。
【關鍵詞】：箱型駁船 波浪力 計算流體力學
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 數值模擬基本理論和方法16-33
• 2.1 數值模擬16-19
• 2.1.1 數值模擬流程16-18
• 2.1.2 FLUENT簡介18-19
• 2.2 粘性流體運動控制方程19-21
• 2.2.1 質量守恒定律19
• 2.2.2 動量守恒定律19-20
• 2.2.3 控制方程20-21
• 2.3 湍流模型21-26
• 2.3.1 κ-ε湍流模型22
• 2.3.2 RNG κ-ε湍流模型22-23
• 2.3.3 κ-ω湍流模型23-25
• 2.3.4 SST κ-ω湍流模型25-26
• 2.4 多相流模型26-27
• 2.5 規(guī)則波模型27-28
• 2.6 數值方法28-32
• 2.6.1 離散方法28-29
• 2.6.2 離散方程的計算格式29-31
• 2.6.3 求解算法31-32
• 2.7 本章小結32-33
• 第3章 箱型駁船模型數值模擬33-42
• 3.1 箱型駁船模型三維建模33-35
• 3.2 網格劃分35-38
• 3.2.1 ICEM CFD網格劃分步驟36-37
• 3.2.2 計算域的網格37-38
• 3.3 箱型駁船模型靜水直航數值模擬38-39
• 3.4 結果及分析39-40
• 3.5 本章小結40-42
• 第4章 實尺度箱型駁船數值模擬42-63
• 4.1 箱型駁船靜水中直航數值模擬42-47
• 4.1.1 計算模型及計算域設定42-43
• 4.1.2 邊界條件及數值方法設置43-44
• 4.1.3 結果及分析44-47
• 4.2 箱型駁船頂浪航行數值模擬47-62
• 4.2.1 計算域及網格劃分47-52
• 4.2.2 邊界條件及數值方法設置52-53
• 4.2.3 結果對比和分析53-62
• 4.3 本章小結62-63
• 第5章 駁船頂浪航行數值模擬63-75
• 5.1 實尺度駁船數值模擬63-67
• 5.1.1 船舶建模和計算域設置63-64
• 5.1.2 網格劃分64-66
• 5.1.3 試驗設計及求解設置66-67
• 5.2 結果及分析67-73
• 5.2.1 波向角對波浪力系數的影響67-70
• 5.2.2 波向角對波浪力系數的回歸方程70-71
• 5.2.3 船體形狀對波浪力系數的影響71-73
• 5.3 本章小結73-75
• 第6章 結論與展望75-77
• 6.1 結論75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻77-82
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文82-83
• 致謝83-84
• 作者簡介84

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本文編號：684381