本文關鍵詞：H型船的船底設計及減阻性能研究

  更多相關文章： 游艇 數(shù)值模擬 減阻 兩相流 微循環(huán)水池

【摘要】：高速艇又稱高性能船，是當今世界各國游艇行業(yè)開發(fā)與研制的熱門點。高性能船具有高航速、淺吃水、耐波性、兩棲性的特點，因此設計研發(fā)新型高速艇將是未來一個長期的研究方向。 H型減阻船屬于高速游艇，它主要采用空氣潤滑作用減小阻力。H型船包括主船體、兩個寬片體、甲板和折角線等，中間有窄槽道，船體兩側各有一個淺槽道。游艇在高速行駛的時候，雪橇式的船艏使大量的空氣進入船底，隨著速度的不斷提升，空氣壓力不斷加大，，在船體槽道中形成高壓氣墊，利用空氣動升力將船體托起。達到減小船體濕表面積，減小水對船體的摩擦阻力，提高船的航行速度。 通過MAXSURF軟件分析船體的阻力、有效馬力、水動力性能和耐波性，得到船體的基本航行性能。 利用數(shù)值模擬軟件FLUENT進行水氣兩相流模擬，得到了H型船的基本航行性能。通過分析船體在不同速度時的動壓、靜壓、水氣分布情況和波形圖來觀察阻力大小。將模擬數(shù)值和經驗公式得到的摩擦阻力系數(shù)值進行比較，分析兩者在阻力預報方面的特點。通過數(shù)值模擬可以初步了解船的航行狀態(tài)，阻力情況，為船型改進、優(yōu)化提供有效依據(jù)。 通過船模微循環(huán)水池實驗，得到不同速度下的船模阻力值，將數(shù)值模擬值與水池實驗值相比較，分析兩者在獲取阻力方面各自的特點。 通過對船體的各種分析可以總結出以下結論： 1、數(shù)值模擬在預報船體阻力方面具有一定的準確性； 2、船體的結構設計滿足船體在高速時的低阻力性能； 3、通過船底水氣分布情況、動壓靜壓圖和波形圖和阻力值可以分析出容積傅氏數(shù)1Fr 3時，船體處于過度型，存在噴濺現(xiàn)象；速度為14.3m以上時，船體容積傅氏數(shù)Fr3，處于滑翔狀態(tài)，船體大部分脫離水面，此時阻力開始下降；同時由于船體處于滑行狀態(tài)，興波阻力大大減�。� 4、微循環(huán)水池的船模實驗改變了傳統(tǒng)水池占地面積大的缺點，為實船阻力預報提供有效數(shù)據(jù)。
【關鍵詞】：游艇 數(shù)值模擬 減阻 兩相流 微循環(huán)水池
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U661.311;U662
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 課題研究的背景12-16
• 1.1.1 高速艇簡介12-16
• 1.1.2 國際形勢和環(huán)保低耗要求16
• 1.2 國內外研究的現(xiàn)狀16-20
• 1.3 課題研究的技術方案20-22
• 2 H 型船的船底結構設計及水動力分析22-39
• 2.1 MAXSURF 軟件的基本介紹22-24
• 2.2 H 型船的船底結構設計24-27
• 2.2.1 游艇的基本設計參數(shù)24-26
• 2.2.2 H 型船的基本參數(shù)及工作原理26-27
• 2.3 H 型船的水動力性能分析27-33
• 2.3.1 H 型船的靜水力計算27-31
• 2.3.2 H 型船的大傾角穩(wěn)性計算31-32
• 2.3.3 H 型船的 KN 值及穩(wěn)性交叉曲線計算32-33
• 2.4 H 型船的阻力及有效馬力分析33-37
• 2.5 船體耐波性分析37-38
• 2.6 本章小結38-39
• 3 H 型船氣層減阻的理論及數(shù)值分析39-53
• 3.1 船舶阻力介紹39-40
• 3.2 高速艇的性能參數(shù)40-43
• 3.3 計算流體力學43-51
• 3.3.1 CFD 基礎43-44
• 3.3.2 FLUENT 軟件的基本介紹44-47
• 3.3.3 兩相流概念和分類47-48
• 3.3.4 兩相流基本控制方程48-49
• 3.3.5 湍流模型及其應用49-50
• 3.3.6 邊界條件50-51
• 3.4 本章小結51-53
• 4 H 型船的 CFD 數(shù)值模擬53-72
• 4.1 模型前處理53-55
• 4.1.1 計算域及模型的處理53
• 4.1.2 網(wǎng)格的劃分53-54
• 4.1.3 邊界層網(wǎng)格劃分54-55
• 4.1.4 邊界條件的確定55
• 4.2 船底流體分析55-69
• 4.2.1 流體分析的數(shù)值設置55-57
• 4.2.2 模擬結果分析57-69
• 4.3 同 46ft 深 V 型游艇阻力比較69-70
• 4.4 本章小結70-72
• 5 H 型游艇船模阻力試驗72-86
• 5.1 試驗目的72
• 5.2 試驗原理72-76
• 5.2.1 相似條件72-74
• 5.2.2 阻力換算74-76
• 5.3 實驗76-85
• 5.3.1 實驗準備76
• 5.3.2 試驗設備76-80
• 5.3.3 試驗結果測量記錄80-82
• 5.3.4 試驗數(shù)據(jù)整理和分析82-85
• 5.4 本章小結85-86
• 總結與展望86-88
• 結論86
• 展望86-88
• 參考文獻88-91
• 致謝91-92
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學術論文目錄92-93

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本文編號：714317