数值方法在船舶与海洋工程领域阻力计算和流场模拟的研究日趋成熟。伴随着计算机技术的发展和数值方法理论的不断完善,CFD方法作为数值方法的一种,它的计算精度不断提高。目前学者主要依托于商业软件展开数值仿真计算和分析。在船舶与海洋工程领域集中于对船舶阻力预报和海洋结构物涡激振动的研究,其中应用最广的CFD软件是FLUENT.本文主要利用商业软件FLUENT验证CFD方法在船舶和海洋管道受力分析方面的工程实用性。目前虽然管道的数值研究很多,但都集中于立管的研究,本文选取海洋管道模型为水平方向上的输油管道。船舶阻力的数值计算精度已经得到很多学者的证实,但很多没有工程实例作为参照,特别是高速单体船和三体船,多数将数值计算结果与经验公式计算结果比较,或者计算的速度数量小于5个,使数值计算的说服力下降。本文以工程实例中的高速单体船和三体船为研究对象,数值计算选取10个以上的速度,并将数值计算结果与船池试验值比较和分析。本文数值计算采用有限体积法(Finite Volume Method),计算域的离散即网格划分主要亮点是海洋管道网格划分采用了FLUENT前处理软件Gambit中的SIZE FUNCTION技术,单体船网格划分采用ANSYS中CFD前处理软件ICEM生成混合网格和三体船网格划分全部采用结构性网格。海洋管道在水中的受力分析是单相流的数值模拟,其他均为两相流的数值模拟。数值计算中对壁面的处理选用壁面函数法,湍流模型选用RNGk-e模型,梯度求解选用基于单元的高斯方程,压力方程求解选用Body Force Weighted格式,湍动能和湍流耗散率方程的离散都选用二阶迎风格式,力矩方程的离散选用QUICK格式。单相流的速度与压力的耦合选用SIMPLE算法。两相流的自由液面捕捉采用Volume of Fluid (VOF)方法,为了连续项的更快收敛压力速度耦合选用PISO算法。本文研究了CFD方法在新船设计和船型优化方面的应用,并将数值计算结果与试验值比较,得出不同情况下本文CFD方法的适用范围。海洋管道的单相流数值模拟中,当0.03<Fr<1.2时相对误差始终小于7%。海洋管道的两相流数值模拟中,当0.2<Fr<0.85时用CFD方法对海洋管道在两相流中的受力分析,总阻力误差在5%以内。此时利用CFD方法对海洋管道的受力进行数值计算是可行的。高速单体船的数值模拟中,当0.4<Fr<0.8时本文数值计算结果与物理试验值相比相对误差小于7%,满足工程计算要求,具有工程实用价值,且高速单体船的尾倾状态的数值计算精度较水平状态的数值计算精度高。三体船的数值模拟中,在0.3<Fr<1.1时,数值计算结果与物理试验值比较相对误差保持在6.1%以内,在这个Fr范围内数值方法在三体船阻力计算中是具有工程实用性的。