收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改变侧体姿态角的三体船水动力性能数值模拟

程宣恺  
【摘要】:二十一世纪是海洋的世纪,人类对海洋生物、矿物和水资源的开发日益加剧,因此海洋资源的开发和利用对船舶性能提出了更高的要求,为此许多国家投入了大量的人力和物力积极开展研发高性能船型,三体船作为一种新型高性能船舶已经得到了人们的共识。船舶在高航速情况下,船体周围及尾流场的特性将直接影响到船舶的水动力性能,采取有效的措施改善船舶绕流场,使船舶具有优良的水动力性能,是研究人员一直追求的。三体船由于其侧体的存在,使得其周围绕流场非常复杂,同时其水动力性能也发生了很大变化,因此合理改变三体船侧体姿态,改善其水动力性能是当前研究热点之一。本文对三体船粘性流场进行数值模拟,以从理论数值上考察分析三体船侧体相对于中体的三个安装姿态角改变时其阻力等水动力性能的影响。 由于网格质量的优劣会直接影响数值计算的稳定性、收敛性和计算精度,并且对于三体船来说,其形状十分复杂,给网格的生成带来极大的困难,因此本文对三体船计算网格划分方法进行了系列研究。首先文中对三体船中体的表面网格、船体表面第一层网格节点的高度以及网格节点的分布比例系数等进行数值模拟,将得出结果与试验数据进行对比,提出了网格划法中一些重要参数的建议范围。然后将网格划法中重要参数建议值运用到三体船上,分别用三套符合一定要求粗细不同的网格进行CFD检验、验证和网格收敛性研究,以验证所得出网格参数的可靠性。 湍流模式是船舶CFD中的一个重要因素,本文随后针对七种不同的湍流模式,以所研究的三体船的中体和三体船为计算模型,分析了不同湍流模型对三体船中体和三体船阻力计算结果的影响,并与试验数据进行对比,得出最适合三体船水动力计算的湍流模型。之后将所得出的计算网格和湍流模型结论运用到中体和三体船上,对其在不同速度下的粘性流场进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证研究结论的可靠性和方法的适用性。 常规三体船的侧体安装姿态大体上是垂直的,纵向平行于中体以及不带纵倾角的,即纵倾角α=0,攻角β=0和内倾角γ=0的情形。为考虑一种三体船型新概念,本文考虑α、β和γ分别或组合改变时对所形成的三体船型的阻力和其他水动力性能的影响,初步探索这种变动产生的新型三体船型对上述性能改善的可能性。本文最后针对前面研究的三体船,对多种不同侧体姿态下的三体船绕流场进行了数值模拟,分别分析了不同侧体姿态对三体船的阻力、升力和纵倾力矩的影响,得出各自适合的三体船侧体姿态,最终综合考虑阻力、升力和纵倾力矩对三体船的影响,优选出合适的侧体姿态,为以后三体船侧体姿态的研究提供一定的参考。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U661.3

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩开佳,黄德波;三体船的兴波阻力计算[J];哈尔滨工程大学学报;2000年01期
2 李江华,黄德波;三体船构形与兴波阻力关系研究[J];哈尔滨工程大学学报;2002年01期
3 陈康;黄德波;;CFD技术在三体船阻力性能研究中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2006年03期
4 卢晓平,郦云,董祖舜;高速三体船研究综述[J];海军工程大学学报;2005年02期
5 卢晓平;郦云;董祖舜;;几种排水型高性能船阻力性能对比研究[J];海军工程大学学报;2006年01期
6 封建湖;Navier-Stokes方程粘性项的有限体积离散法研究[J];航空计算技术;1995年04期
7 李培勇,裘泳铭,顾敏童,王文富;超细长三体船耐波性试验研究[J];海洋工程;2002年04期
8 谢中强,欧阳水吾;粘性流场三维NS方程有限体积法数值解[J];空气动力学学报;1996年04期
9 金翔龙;;二十一世纪海洋开发利用与海洋经济发展的展望[J];科学中国人;2006年11期
10 张志荣,李百齐,赵峰;船舶粘性流动计算中湍流模式应用的比较[J];水动力学研究与进展(A辑);2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈康;影响船舶CFD模拟的因素分析与三体船阻力计算改进探讨[D];哈尔滨工程大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李冬荔;王彪;杨亮;;船舶操纵线性水动力导数计算方法研究[J];中北大学学报(自然科学版);2008年06期
2 杨校刚;王向前;张晓君;;拖网渔船的数值模拟及球艏线型优化[J];渔业现代化;2009年04期
3 ;Improving longitudinal motion prediction of hybrid monohulls with the viscous effect[J];Journal of Marine Science and Application;2007年03期
4 陈康;黄德波;李云波;;Grid convergence study in the resistance calculation of a trimaran[J];Journal of Marine Science and Application;2008年03期
5 陈康;黄德波;;CFD技术在三体船阻力性能研究中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2006年03期
6 刘文玺;黄德波;;对排水式高速船双球首构形优化的初步研究[J];哈尔滨工程大学学报;2007年12期
7 刘志华;熊鹰;韩宝玉;;雷诺相似船模预报实船推进因子的数值方法[J];哈尔滨工程大学学报;2008年07期
8 邓锐;黄德波;周广利;;三体船阻力的数值计算研究[J];哈尔滨工程大学学报;2008年07期
9 沈海龙;苏玉民;;肥大型船伴流场数值模拟的网格划分方法研究[J];哈尔滨工程大学学报;2008年11期
10 周广利;黄德波;邓锐;;600t级深V艇阻力性能试验研究[J];哈尔滨工程大学学报;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈井泉;鄂宝军;;环渤海地区自然资源综合开发利用的前景展望[A];2010年度京津冀区域协作论坛论文集[C];2010年
2 王平;蔡新功;韩芸;任毅;徐萍;常赫斌;;三体船侧体位置水动力布局规律试验及理论研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
3 潘小强;沈庆;袁瑾;陈徐均;;渡驳门桥水动力特性数值研究[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
4 郦云;卢晓平;董祖舜;;高速三体船研究综述[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
5 黄德波;;若干高速与高性能排水式舰船船型的近期发展[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
6 王毅;卢晓平;;三体船在波浪中的垂荡与升沉计算及其结果分析[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
7 黄少锋;徐杰;马峥;;散货船阻力预报的数值试验研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
8 周伟新;唐登海;洪方文;孙红星;辛公正;张志荣;张海明;;中国船舶科学研究中心推进器研究进展[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
9 于海;吴琼;冯学梅;王金宝;蔡荣泉;;不同类型船舶伴流数值模拟研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
10 彭艳;韩建达;;无人三体船试验平台的设计与实现[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 艾尚茂;管土耦合边界下海底悬跨管道涡激振动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 沈海龙;船体与节能附体及螺旋桨的非定常干扰研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王超;螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 周广利;三体船型阻力预报、优化与系列性试验分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 欧礼坚;船舶螺旋桨及推进装置故障诊断关键技术研究与应用[D];华南理工大学;2010年
8 邱云明;受损船操纵性数值计算与试验研究及其综合评价[D];武汉理工大学;2011年
9 倪崇本;基于CFD的船舶阻力性能综合研究[D];上海交通大学;2011年
10 石珣;水线面大开口船型的阻力性能研究[D];上海交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩开佳,黄德波;三体船的兴波阻力计算[J];哈尔滨工程大学学报;2000年01期
2 李江华,黄德波;三体船构形与兴波阻力关系研究[J];哈尔滨工程大学学报;2002年01期
3 陈康;黄德波;;CFD技术在三体船阻力性能研究中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2006年03期
4 邓锐;黄德波;周广利;;三体船阻力的数值计算研究[J];哈尔滨工程大学学报;2008年07期
5 李佳;黄德波;邓锐;;载人潜器阻力和有效功率的数值计算与试验[J];哈尔滨工程大学学报;2009年07期
6 周广利;黄德波;邓锐;;600t级深V艇阻力性能试验研究[J];哈尔滨工程大学学报;2010年01期
7 何义,赵连恩;高速穿浪双体船船型及性能研究[J];哈尔滨工程大学学报;1997年04期
8 李云波,黄德波,吴德铭;用改进的 Noblesse 新细长船理论算法探讨单体、双体船兴波[J];哈尔滨工程大学学报;1998年04期
9 钱成,卢晓平;用薄船理论计算方尾军舰兴波阻力的一种修正方法[J];海军工程学院学报;1997年01期
10 卢晓平,程明道;高速方尾水面舰船兴波问题计算方法研究[J];海军工程大学学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张志荣;赵峰;吴乘胜;;SUBOFF粘流场CFD模拟不确定度分析研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
2 黄德波;;若干高速与高性能排水式舰船船型的近期发展[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王志东;三维自由面湍流场数值模拟及其在水利工程中的应用[D];河海大学;2004年
2 孙小波;可压缩剪切湍流的直接模拟和大涡模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年
3 陈康;影响船舶CFD模拟的因素分析与三体船阻力计算改进探讨[D];哈尔滨工程大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李培勇,裘泳铭,顾敏童;高速三体船型概念设计研究[J];上海交通大学学报;2004年11期
2 张宪辉;新颖的高科技船舶──三体船[J];劳动安全与健康;2001年06期
3 陈淑玲,杨松林,陈飞;可调桨三体船智能推进系统控制参数组合优化研究[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2004年02期
4 卢晓平,潘雨村;高速三体船兴波阻力与片体布局优化研究(英文)[J];船舶力学;2004年06期
5 ;科海拾贝[J];航海;1999年02期
6 员;;奇特的三体船[J];船艇;1990年05期
7 清泉;;高速多体船的开发[J];航海科技动态;2001年03期
8 王中;卢晓平;付攀;;三体船升沉和纵倾计算及其对兴波阻力的影响[J];上海交通大学学报;2010年10期
9 子轩;;英国RV“特里顿”号三体船[J];兵器知识;2002年05期
10 李严;;未来三体舰船的研究与设计[J];现代舰船;1998年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王中;卢晓平;;非线性兴波数值方法在三体船球首选型中的应用[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
2 郦云;卢晓平;董祖舜;;高速三体船研究综述[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
3 詹金林;卢晓平;崔焰;;有升力势流三维面元法计算与分析三体船操纵性水动力[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
4 马山;段文洋;周立师;王瑞锋;周耀华;;三体船在斜浪规则波中运动响应预报方法研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
5 吴乘胜;王迎晖;高雷;兰波;周德才;;波浪中三体船水动力布局优化研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
6 耿彦超;胡嘉骏;顾学康;汪雪良;祁恩荣;;高速三体船波浪载荷预报研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
7 汪雪良;胡嘉骏;;三体船波浪载荷模型测试技术研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
8 汪雪良;胡嘉骏;耿彦超;徐春;;三体船波浪载荷模型试验研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
9 彭艳;韩建达;;无人三体船试验平台的设计与实现[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
10 刘辉;林哲;;基于多梁模型的三体船波激响应[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 辟心;适应新军事变革的三体船[N];中国海洋报;2004年
2 本报专稿 沐阳;世界首艘实战三体战舰将服役[N];世界报;2008年
3 李志克;新概念舰船逐鹿海战场[N];解放军报;2002年
4 本报专稿 周峰;澳大利亚未来10年要追上美军步伐[N];世界报;2005年
5 本报记者 刘慧;中国首艘“不晕船”出海[N];北京科技报;2004年
6 本报专稿 虞非凡;多体战舰成为海军新造舰焦点[N];世界报;2007年
7 记者  张亮;太阳能船将进行环球首航[N];科技日报;2006年
8 克里斯托弗·格里芬 丹·布卢姆萨尔 本报编译 胡锦洋;濒海战斗舰:近海作战的最佳选择[N];世界报;2007年
9 本报专稿 林子阳;英国出台“未来水雷战设想”[N];世界报;2006年
10 [原著]美国保守智库“国际战略评估中心”副主任 理查德·费舍尔 (美) 本报编译 胡锦洋;透视日本最尖端军事技术的进展[N];世界报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾敬蓓;三体船型阻力和运动性能试验研究[D];大连理工大学;2010年
2 周广利;三体船型阻力预报、优化与系列性试验分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 杨亮;仿金枪鱼摆动尾鳍的水动力性能与推进机理研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 魏跃峰;浮式钻井生产储油轮(FDPSO)水动力性能及概念设计研究[D];上海交通大学;2012年
5 倪崇本;基于CFD的船舶阻力性能综合研究[D];上海交通大学;2011年
6 Shahid Mahmood;[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 赵海涛;浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究[D];浙江大学;2012年
8 胡健;螺旋桨空泡性能及低噪声螺旋桨设计研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 于凯;仿生推进器的水动力性能理论预报与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 王兆立;仿胸鳍推进系统水动力性能理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程宣恺;改变侧体姿态角的三体船水动力性能数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 梁洪光;带T型翼三体船的阻力及耐波性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 周耀华;三体船横摇阻尼及非线性运动预报方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨德喜;高速三体船结构设计与强度评估[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 于雷;三体船构型变化对流场和阻力的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 谭美;三体巡视舰概念设计研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 李磊;高速半滑行三体船稳性研究[D];大连理工大学;2011年
8 张超;三体船结构优化设计及有限元分析[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 闫蕾;半滑行前三体船型性能研究[D];大连理工大学;2013年
10 李柯;三体船粘压阻力研究[D];大连理工大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026