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浅水域三体船阻力计算

作　者: 王先军
导　师: 黄德波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 流体力学
关键词: 浅水域三体船阻力计算 FLUENT
分类号: U661.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 253次
引　用: 6次
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内容摘要

三体船作为一种高性能的新船型近年来已引起造船界的兴趣，一些造船先进国家为开展这方面的研究投入了大量的人力和物力，我国在这发面起步比较晚，在该方面也开展了一定的工作并取得了一定的进展，但和先进国家还有一定的差距，尤其在三体船的性能研究方面与国外的差距更大，在浅水域三体船方面国外做了一些研究，我国在这方面的研究比较少。因此准确模拟浅水域三体船周围的流场和预报其的受力已成为问题的重点之一，这对三体船的设计、性能提高和船型优化有重要意义，同时也有一定的科研价值。近年来各种CFD软件相继出现，应用的范围越来越广。借助各种CFD软件，研究设计人员可以用更少的时间完成比原来更多的工作，并且更加的有效、准确和可靠，减少劳动的工作量，提高工作效率。本论文就是利用较成熟的商业软件FLUENT对处浅水域情况下的三体船周围的粘性流场进行数值模拟。通过对不同水深和不同航速下船模周围流场的模拟和对总阻力的求解，并将计算所得结果与实验结果进行比较，表明了FLUENT软件对处理浅水域三体船粘性流场模拟和计算的有效性和准确性，为将CFD软件应用于三体船船舶性能研究的实用性和准确性提供了一些依据。本论文是将商业软件FLUENT用于浅水域三体船粘性流场计算的一个尝试和探索性研究，随着科研工作的不断深入，相信在这方面的研究将取得令人满意的结果。科研工作的不断发展，将会使我国在不久的将来在对三体船性能方面的研究上有一个质的飞跃。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-19
  1.1 研究的目的及意义  10-12
  1.2 三体船发展综述  12-14
  1.3 船舶粘性流场数值模拟的基本方法  14-16
  1.4 船舶粘性流场数值模拟的研究进展  16-18
  1.5 本论文的主要工作  18-19
第2章三体船流场粘性数值模拟的基本原理  19-44
  2.1 引言  19
  2.2 控制方程  19-24
    2.2.1 Navier-Stokes方程(N-S方程)  20
    2.2.2 RANS方程  20-21
    2.2.3 Reynolds应力模型  21-22
    2.2.4 涡粘模型  22-24
  2.3 湍流模型  24-27
    2.3.1 零方程模型(zero-equation model)  24
    2.3.2 一方程模型(one-equation model)  24-25
    2.3.3 两方程模型(k-ε model)  25-27
  2.4 边界条件  27-32
    2.4.1 两种类型的边界条件  27
    2.4.2 边界条件和初始条件  27-32
  2.5 数值方法  32-35
    2.5.1 网格生成  32-33
    2.5.2 网格生成技术  33-34
    2.5.3 方程离散  34-35
  2.6 自由液面的数值模拟(VOF方法)  35-36
  2.7 船舶在浅水域所受阻力的理论分析  36-42
  2.8 本章小结  42-44
第3章 FLUENT简介  44-53
  3.1 FLUENT概述  44
  3.2 GAMBIT简介  44-48
    3.2.1 GAMBIT的特点  45
    3.2.2 GAMBIT的操作界面  45-48
    3.2.3 网格划分和边界条件的设定  48
  3.3 FLUENT求解器简介  48-50
  3.4 用FLUENT程序求解问题的步骤  50-51
  3.5 FLUENT在船舶CFD中的应用  51
  3.6 本章小结  51-53
第4章浅水域三体船阻力计算  53-77
  4.1 三体船绕流的求解概述  53-54
  4.2 浅水域Wigley三体船数值模拟过程及阻力求解  54-66
    4.2.1 计算对象  54-55
    4.2.2 设定控制区域  55-56
    4.2.3 设定边界  56-57
    4.2.4 划分网格  57-59
    4.2.5 计算设定及求解  59-61
    4.2.6 计算结果及分析  61-66
  4.3 浅水域试验船型三体船数值模拟过程及阻力求解  66-75
    4.3.1 计算对象  66-68
    4.3.2 设定控制区域、设定边界、网格划分、计算设定及求解  68-70
    4.3.3 计算结果分析  70-75
  4.4 本章小结  75-77
结论  77-80
参考文献  80-82
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  82-83
致谢  83

浅水域三体船阻力计算

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