船舶前缘引流减阻流场特性数值模拟

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:xhh2010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
船舶航行阻力的一部分为粘性阻力,其中又分为形状阻力和摩擦阻力。减少船舶阻力的方法很多,优缺点各异,船舶减阻问题受到行业内外的工程技术人员和学者的长期关注。本文依托国家自然科学基金项目,针对一条中低速船舶,采用数值计算方法,研究前缘引流开口和出口的位置、形状、几何尺寸等对船舶周围流场以及减阻效果的影响,探索有效减阻的关键参数和减阻机制。   本文针对某双尾带球鼻艏的肥大船型,仅在船舶正浮、无偏航、不计自由面情况下采用数值方法讨论船舶的粘性阻力和流场特性。为方便与实验结果比较以及节省计算机内存,仅对船体中纵剖面一侧采用1∶15.5的缩尺比进行建模,分别对原型船模、底部断阶、艏部引流底部断阶出流以及艏部引流尾部出流,底部无断阶四种情况进行了数值计算。讨论了网格类型、离散格式、湍流模型等因素对数值结果的影响;改变引流几何参数,分析了前缘引流,底部断阶,出流位置及出流截面几何形状等参数对船舶周围流场以及船体壁面上压力分布、局部切应力分布和船舶粘性阻力的影响;获得了有效减阻的前缘引流几何参数和减阻效果。得到以下结论:   ①采用SSTk-ω湍流模型计算的结果比较合理。   ②合理选择引流、出流位置和几何参数以及引流通道流线型化,具有明显减阻效果。船艏高压区引流,船底第14站处断阶出流,断阶高度为船舶吃水的0.0375%时,总粘性阻力系数减小2.268%。   ③船底无断阶,船艏高压区引流至船尾出流,合理选择出流位置和出口截面形状,船舶总形状阻力大幅下降。   ④通过改变引流、出流位置、断阶位置以及相应的几何参数,计算结果显示,船艏以及尾部压力系数分布显著改变是其减阻的主要判据。   本文完成的诸多算例所获得的结果仅与原型船模的实验结果进行了比较分析,且算例的前提是在船舶正浮、无偏航,不计自由面影响的简化条件下进行的。考虑引流方案的有关计算结果仍需与模型实验结果进行对比分析,进一步研究以确定有效减阻的关键参数。因计算机条件所限,计算结果的精度有待进一步提高。
其他文献
随着桥梁跨度的不断增加,桥梁的长细化使其刚度和阻尼不断下降。悬索桥作为一种大跨径柔性结构,由于其对风作用的敏感性,抗风稳定性已经成为影响悬索桥设计施工的关键控制因素。
随着国民经济的快速发展,各个行业对电能质量要求的不断提高。电力系统无功优化可以优化电网的无功潮流分布,降低电网的有功损耗和电压损耗,从而改变电压质量,使得用电设备能安全可靠地运行。在保证现代电力系统安全性和经济性方面,无功优化调度的重要性已经得到了广泛的关注。电力系统系统无功优化是一个复杂的非线性优化问题。从本质上讲,无功优化问题是具有大量的局部极小值的多约束全局优化问题,且含有大量的离散变量。搜
在介绍变压器典型故障的基础上,分析了变压器油中溶解气体形成机理以及国内外各种基于变压器油中溶解气体分析的传统方法及人工智能方法。介绍了3种神经网络及其算法,在MATLAB中实现了各种算法并进行了训练和诊断。考虑到各种神经网络的诊断结果存在一定程度上的互补性,在此基础上提出了一种利用D-S证据理论融合3种神经网络诊断结果的变压器故障诊断方法。实例的诊断表明所提出方法确实能有效提高基于色谱的变压器故障
SF6以其良好的灭弧性能和绝缘特性广泛应用于高压电力设备中,但受其温室效应影响,减少或杜绝SF6气体的使用已经达成共识。因此,寻找一种新的环境友好型绝缘介质来代替SF6气体
Direct-comb spectroscopy techniques uses optical frequency combs (OFCs) as spectroscopic light source.They deliver high sensitivity,high frequency resolution an
随着电子信息技术的飞速发展,电源技术已经取得了诸多令世人瞩目的成果及长足进步。在开关电源与线性电源的比较中,前者凭借其高性能、高效率等优点已逐步取代了后者,在当今电子行业中扮演着尤为重要的角色。而在开关电源各方面技术指标中,性能指标很大程度上影响电源设备的耗能等级以及设备用电效率的高低。因此,找到有效的方法改善开关电源性能是不可忽视的一个课题。首先,介绍了开关电源的发展及提高开关电源性能的两种重要
在实际工程的有限元分析中,因设计变量变化后进行重分析是很常见的。若是大型结构系统,在每次变化后都直接求解新的有限元方程,则计算量非常庞大,很不经济。因此寻找一种针对有限元重分析的快速有效计算方法是很有必要的。从现有的研究看,做这方面研究的多为弹性结构,对弹塑性结构研究较少。本文提出了一种弹塑性有限元重分析的快速算法。在结构的可靠度计算中,对极限状态方程未知时一般用响应面法计算结构可靠度,这种方法需
挤出是聚合物材料的基本成型工艺之一,子午线轮胎的一些重要半成品部件,例如胎面,便是通过挤出成型的。由于流体弹性的存在,轮胎胶料在离开挤出口模后会出现明显的胀大,使得挤出物
换流变压器是直流输电系统的关键电气设备,直流输电的特殊性要求其比普通电力变压器具备更好的绝缘性能。油纸复合绝缘是换流变压器的绝缘结构,变压器油内电场分布对其绝缘性
随着消费水平的提高,汽车的数量的增加呈现势如破竹的趋势,以满足人们的需求。由于车辆尾气带来的众多环境问题也接踵而至,比如“温室效应”、“雾霾问题”等,这些问题,为纯