与传统船型相比,上世纪八十年代初开发的双尾船型由于具有阻力性能好、推进效率高、船体振动小、操纵性能好及尾部下沉小等优点,已成为长江快速客船的主力船型之一,且在沿海货船、江海直达集装箱船、浅水急流机动驳船、推船、渡船及化学品运输船等类船上被广泛采用。经过二十多年的的研究,双尾船的设计与开发已取得了长足的进展。 本文依托于交通部西部开发办的“赤水河航运新船型研究”项目,对该研究项目设计的双尾船进行粘性流场的数值模拟。此类浅吃水、大方形系数、大B/T的双尾船型,粘性流场的数值计算颇为棘手,尾部的网格生成及数值处理尤为困难,迄今缺乏有关算例和文献。 文中利用商业软件FLUENT,在不考虑兴波影响下,对各航速下的双尾船粘性流场进行数值模拟。注意到此类船型尾部几何形状复杂、流场变化急剧,尤其是艉鳍附近局部曲率变化很大,不便采用结构网格,故实际计算中采用结构与非结构混合型网格。为了减少网格单元的数量、提高计算精度并改善收敛性,在计算区域主体采用自适应的H-C型结构网格,仅在艉鳍附近的局部区域采用非结构网格。计算网格由代数方法生成,并经椭圆型网格生成器优化,以提高正交性和光滑度。前处理生成的网格以mesh文件输出,再将输出文件导入FLUENT。采用k-ε紊流模式及Launder和Spalding提出的壁函数进行数值模拟,得到了该双尾船船体粘性阻力及速度、切应力的等值线分布等结果。计算结果表明:粘性阻力系数计算值和由船模试验(1+k)值及波形测量与波形分析计算得到的粘性阻力系数比较接近。 本文计算研究为此类复杂船型的粘性流场数值模拟提供了有益的经验。