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物体近壁运动水动力干扰数值模拟

罗庆杰  
【摘要】:目前,人们对于水下物体在壁面附近运动时,物体受到的水动力干扰究竟如何变化还缺乏了解。在这个领域,基于势流理论和粘性流理论的计算研究都没有成熟可用的经验或资料,需要作大量的、探索性的基础性理论和试验研究工作。 在CFD技术蓬勃发展的环境下,本论文使用基于有限体积法的商用CFD软件FLUENT,采用非结构化网格技术和壁面函数法进行数值研究。 首先,计算模拟了定常状态下二维Rankine体在平壁面附近运动时的粘性流场,得到了包括速度场、压力场和干扰力等在内的流场细节。 另外,完成了二维Rankine体近壁面水动力干扰模型试验,将纵向、侧向和俯仰力矩等水动力数值计算结果与模型试验值和势流计算值进行了对比。阐述了物体近壁运动时水动力变化规律,并对干扰力的产生原因进行分析,得出了相关结论。 最后,基于二维流动计算的经验计算了某水下平台在平壁面和艇艏附近运动时的水动力,验证了求解方法。


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