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《华中科技大学》 2011年
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基于CFD方法的起重船水动力系数计算

黄常青  
【摘要】:随着人类对海洋资源开发的不断需求,对海洋起重船的性能如:起重船的起吊能力、抗击风浪的能力、航速等提出了越来越高的要求,这些性能指标都与水动力性能有关。 本文首先从流体力学基本理论出发,基于CFD方法和Fluent软件,对流场网格的划分、边界条件的设定、湍流模型的选取进行了讨论。然后采用K ?ε双方程模型对二维方形剖面进行了模拟计算,其中包括方形剖面在无界流场和带自由面波动的流场中的不同运动,计算了不同激励频率、振幅条件下的水动力系数。将计算结果与线性势流解比较,对于低振幅、低频率的激励,势流值和计算结果非常接近。接着建立了起重船的三维模型,包括三维数值水池和起重船模型的网格划分、边界条件设定。对于起重船和数值水池采用区域网格划分,起重船强迫运动采用动网格技术实现,采用数值方法模拟了起重船在升沉、横荡、横摇等运动时相关的水动力系数。对比SMF方法的计算结果,两者验证了本文方法的可行性。最后完成了起重船静水横摇实验,得到起重船模型在固有频率下的附加质量和阻尼系数,将计算结果与实验结果进行比较,验证了本文的计算结果。 本文的研究成果表明:通过对起重船水动力系数的数值模拟,证明该方法有很强的现实和实用意义。但是对于起重船这个整体工程的系统化研究,还有很长的路要走。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U674.35

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【参考文献】
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