学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

喷水推进三体船流场及阻力预报

作　者: 于大伟
导　师: 李云波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 三体船 阻力性能 喷水推进器 粘流数值模拟
分类号: U664.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 97次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着海洋资源的开发,各种各样的高性能船应运而生,其中三体船是其中备受青睐的一种新船型,瘦长的船型决定了它良好的阻力性能,宽大的甲板面积无论是民用还是军用都优于一般船型。喷水推进器又是为高性能船量身打造的推进器,它的推进优势在低速时还并不明显,可是在高速时,无论是抗空化还是噪声方面都远优于一般的螺旋桨推进。本文利用粘流理论研究喷水推进三体船周围流场及其阻力,目的是探讨理论预报方法,分析喷水推进对三体船的阻力影响,为优良性能三体船设计提供技术指导。本论文针对喷水推进三体船的流动特点,分析了非结构网格的适用性,以单体船为例研究了不同湍流模式阻力对预报结果的影响,针对选用的湍流模式,采用结构网格和非结构网格结合的网格划分形式,进行了喷水推进三体船的船体周围流场分析和阻力预报。研究了喷水推进流道四种入口形式的入口处压力分布、唇部和斜坡局部压力分布,进行了较优方案的选取。研究了三体船中体两个喷水推进器和船体之间的流场和水动力干扰。分析了喷水推进流道入口与船体之间的流场干扰、轴流泵附近流场。分析了喷水推进与不同船体尾部形状之间的流场和水动力干扰。研究了三种尾部形状、横向和纵向6种喷口布置的三体船周围流场,预报了阻力。研究表明,喷水推进对三体船周围的流场有显著影响,尾部流场受影响较大,三体船的阻力有所增加。喷水推进对船体阻力的影响因船型等不同有很大差异,与没有喷水推进器相比,最小时低于5%,最高时可达30%-40%。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 课题研究的背景和意义  9
  1.2 三体船和喷水推进器的优越性  9-10
  1.3 三体船的发展现况  10-12
  1.4 喷水推进器在船舶领域的应用  12-14
    1.4.1 喷水推进器在民船上的应用  12-13
    1.4.2 喷水推进器在军船上的应用  13-14
  1.5 喷水推进器的国内外研究概况  14-17
    1.5.1 喷水推进泵  14-15
    1.5.2 喷水推进器的流道研究  15-17
    1.5.3 喷水推进器对阻力的影响研究  17
  1.6 本文的主要工作  17-19
第2章 基本理论和方程  19-35
  2.1 流场的控制方程  19-20
  2.2 湍流模型  20-24
    2.2.1 几种湍流模拟方法简介  20-21
    2.2.2 涡粘模型  21
    2.2.3 RNG k-ε模型  21-22
    2.2.4 SST k-ω模型  22-24
  2.3 控制方程的求解方法  24-26
  2.4 流体体积函数法(VOF)  26-28
  2.5 边界条件  28-29
  2.6 喷水推进的基本方程  29-33
    2.6.1 喷水推进效率  29
    2.6.2 三种喷水推进理论及表达式  29-33
    2.6.3 管道损失系数  33
  2.7 滑移网格模型  33-34
  2.8 本章小结  34-35
第3章 喷水推进器流场数值模拟  35-47
  3.1 喷水推进器流道及入口设计  35-36
  3.2 四种设计方案的流场及效率比较  36-38
  3.3 数值计算结果及分析  38-46
  3.4 本章小结  46-47
第4章 单体船流场模拟及阻力预报  47-57
  4.1 网格划分与参数设置  47-49
    4.1.1 网格划分及检查  47-48
    4.1.2 边界条件和参数设置  48-49
  4.2 数值计算及结果分析  49-50
  4.3 湍流模型对阻力的影响  50-52
  4.4 阻力计算结果  52-53
  4.5 船体周围的流场和船体周围波形  53-56
  4.6 本章小结  56-57
第5章 喷水推进三体船流场数值模拟  57-76
  5.1 网格划分  57-58
  5.2 数值计算及结果  58-62
    5.2.1 计算船模及主要参数  58-60
    5.2.2 阻力计算结果分析  60-62
  5.3 喷水推进器内部及边界附近流场模拟结果  62-70
  5.4 船体尾部形状及喷口布局对阻力的影响  70-75
    5.4.1 计算模型和网格划分  70-71
    5.4.2 计算结果分析比较  71-75
  5.5 本章小结  75-76
结论  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  80-81
致谢  81

相似论文

  1. 空气—空气能量回收装置空气动力性能的研究,TU831.6
  2. 三体船砰击响应特性研究,U661.4
  3. 带艏鳍小水线面三体船阻力及纵向运动研究,U661.3
  4. 三体巡视舰概念设计研究,U674.2
  5. 带T型翼三体船的阻力及耐波性能研究,U661.3
  6. 基于三梁模型的三体船总振动分析,U661.44
  7. 高速半滑行三体船稳性研究,U661.3
  8. 采用喷水推进器的三体船尾部形状与阻力性能关系研究,U664.3
  9. 小攻角斜侧体三体船水动力性能数值模拟,U661.3
  10. 三体船横摇阻尼及非线性运动预报方法,U661.3
  11. 倾斜线列阵的涡激振动研究,U666.7
  12. 三体舰船总体初步设计及模块化技术研究,U674.702
  13. 水面船舶和高性能多体船兴波与阻力性能计算,U661.311
  14. 三体船砰击载荷研究,U661.3
  15. 三体船的振动附连水质量研究,U661
  16. 高速三体船极限强度研究,U661.43
  17. 超小型水下机器人推进器设计与分析,TP242
  18. 基于CFD的船舶球艏/球艉低阻线型研究,U663.5
  19. 基于多梁模型的三体船波激响应,U661.1
  20. 蜂窝陶瓷蓄热体传热与阻力特性的研究,TB302

中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶推进装置 > 喷射推进装置
© 2012 www.xueweilunwen.com