检索结果-南通市图书馆

作者：马超哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

对于人类来说，进入二十一世纪海洋开发逐步深入。海洋蕴含着巨大的能源，对于日渐枯竭的陆地来说，海洋的资源储量丰富，种类繁多，船舶和海洋工程显得比任何时代都更为重要。滑行艇作为一个成熟船型，在军事上和民用上都有广泛的用途... 详细信息

对于人类来说，进入二十一世纪海洋开发逐步深入。海洋蕴含着巨大的能源，对于日渐枯竭的陆地来说，海洋的资源储量丰富，种类繁多，船舶和海洋工程显得比任何时代都更为重要。滑行艇作为一个成熟船型，在军事上和民用上都有广泛的用途，研究人员一直追求进一步优化船型，减小船舶阻力，得到更好的水动力性能。阻流板和尾压浪板这两种尾部附体能有效的改善滑行艇的水动力性能，对这两种附体进行合理的设计，可以改善船体周围的流场，提高滑行艇的快速性和操纵性。尾压浪板和阻流板的尺度相对于船体很小，采用FLUENT进行数值模拟需要一套适合于滑行艇的网格，这样才能准确地反映出安装前后滑行艇的阻力变化。因此需要对网格的划分方法进行一系列的研究，在本文中对滑行艇的网格划分进行了研究，对船体第一层网格的高度和两个网格之间的过渡进行了试验、分析。划分了几套网格并进行计算，将计算的结果与试验的进行比较，确定网格的划分方法。湍流模型是船舶CFD中的一个重要因素，在本文中先后对七种不同的湍流模型进行了研究，分析了七种湍流模型对滑行艇阻力计算的影响，并与试验数据进行了对比，得到最适合滑行艇的湍流模型，在之后的计算中都采用这种湍流模型，在不同的速度下都取得了较好的模拟结果，验证了对湍流模型研究的可靠性和研究方法的正确性。阻流板和尾压浪板的水动力机理不同，在本文中进行了介绍和研究，在阻流板的水动力原理中先对模型进行了简化，对带有阻流板的二维平板进行了初步的研究，分析阻流板的影响效果，在之后的计算中详细的对比了带有阻流板和不带有阻流板对滑行艇阻力的影响。尾压浪板的水动力机理研究起步较早，现已成熟。根据数值模拟的结果和试验数据进行对比，确定更能有效减阻的阻流板尺寸和尾压浪板尺寸，为后续研究者的研究提供参考。在整个过程中对各种情况下的滑行艇阻力进行了计算，对大量的计算结果和试验数据进行对比，证明结果和结论可信度。

关键词： CFD 滑行艇阻流板尾压浪板

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三体船布局对阻力影响的初步研究

三体船布局对阻力影响的初步研究

作者：詹栋梁哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文研究了具有对称侧体的高速排水型三体船的侧体布局对阻力的影响。首先利用Michell积分对侧体位置对兴波阻力影响做初步探讨。对各种速度情况,在上述侧体布局对兴波阻力影响的研究中选取两个典型的傅汝德数,Fr=0.30749和Fr=0.61498,... 详细信息

本文研究了具有对称侧体的高速排水型三体船的侧体布局对阻力的影响。首先利用Michell积分对侧体位置对兴波阻力影响做初步探讨。对各种速度情况,在上述侧体布局对兴波阻力影响的研究中选取两个典型的傅汝德数,Fr=0.30749和Fr=0.61498,然后用Realizable k-ε涡粘模型数值模拟侧体布局对总阻力的影响。文中利用NURBS曲面拟和6个纵向偏距、5个横向偏距共30个侧体位置的总阻力模拟结果,并做出总阻力随侧体位置变化的等值线。作者把湍流数值模拟的总阻力等值线,压阻力等值线与薄船理论算出的兴波阻力等值线进行比较,分析并讨论三体船侧体位置的布局对总阻力,兴波阻力,粘压阻力的影响。分析结果表明薄船理论计算出的兴波阻力等值线大体上和FLUENT湍流数值模拟的总阻力等值线变化趋势一致,这说明无论是薄船理论还是湍流数值模拟都可以定性地反映侧体布置位置对三体船兴波阻力的影响。通过比较压阻力等值线和兴波阻力等值线可以看出,当侧体的横向偏移较小时,随着侧体位置的变化,兴波阻力和压阻力的变化趋势基本一致,当横向偏移较大时,兴波阻力与压阻力变化趋势有一定的差别,这说明粘压阻力这时变化明显,与兴波阻力变化规律不相同。通过湍流数值模拟得出的侧体位置对阻力的影响的规律和国内外相关文献发表的侧体布局规律一致,这说明利用本文所采用的边界条件、网格生成方法和Realizable k-ε涡粘模型计算侧体位置对总阻力的影响具有一定的可信度,可用于船型的阻力预报估算并且可为三体船阻力性能的研究分析和布局优化分析提供一定的参考和依据。

关键词：三体船侧体布局数值模拟薄船理论粘性CFD-FLUENT

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带T型翼船舶的粘性数值模拟

带T型翼船舶的粘性数值模拟

作者：宋德春哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

给船舶加装T型翼是近年重点研制开发的一种能有效改进船舶纵摇、阻力等水动力性能的一种有效的方法。国外在此方面已发展起了一整套比较成熟的技术并用于实际船体上,但我国在此方面的研究还处于起步阶段。由于其独特的结构,使得翼周围... 详细信息

给船舶加装T型翼是近年重点研制开发的一种能有效改进船舶纵摇、阻力等水动力性能的一种有效的方法。国外在此方面已发展起了一整套比较成熟的技术并用于实际船体上,但我国在此方面的研究还处于起步阶段。由于其独特的结构,使得翼周围的流场非常复杂,通过数值模拟能较详细地了解其流动细节和特征,这将为实际应用中翼的设计和改进提供参考。现在计算流体动力学已取得很大进展,各种CFD商业软件也如雨后春笋般涌现出来,其涉及到的范围也越来越广。借助于成熟的商业软件这一技术平台,研究人员可以节约更多的时间来加快工作进度和提高工作质量,减少重复性劳动。本文即利用商业软件FLUENT来对带T型翼船舶的粘性流场进行了数值模拟。通过对各航速下船模的物面应力分布模拟、粘性阻力值的求解,并将阻力值与实际船模试验值作比较,验证了利用FLUENT软件计算此类粘性流场问题的有效性和实用性。本文是将商业软件FLUENT用于带T型翼等附体船舶粘性流场计算的一个尝试和探讨,随着今后工作的不断深入,在这方面的研究将取得令人比较满意的结果。相信在不久的将来,我国在相关方面的研究将会上一个新的台阶。

关键词：船舶粘性流场 T型翼数值模拟商业软件:FLUENT

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对高速舰船双球首构形优化的初步研究

对高速舰船双球首构形优化的初步研究

作者：刘文玺哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

降阻研究是船舶性能优化的重要组成部分。本文研究对单体船采用的双球艏减阻的方法。应用线性兴波理论，将球首考虑成一个与单体船同速运动的独立部分，这样处理有利于探讨球首的形状，位置以及体积大小等因素变化对单体船消波效果的... 详细信息

降阻研究是船舶性能优化的重要组成部分。本文研究对单体船采用的双球艏减阻的方法。应用线性兴波理论，将球首考虑成一个与单体船同速运动的独立部分，这样处理有利于探讨球首的形状，位置以及体积大小等因素变化对单体船消波效果的影响。首先引入Noblesse新细长船理论，通过在理论方法上的改进，使之适合于数值计算，并将其应用于单体船，计算了单体船兴波阻力系数。然后通过引入遗传算法，先后进行了单体船的球首位置优化以及球首主尺度优化，得到各种速度下的最小兴波阻力系数，同时得到球首各形状参数。

关键词：单体船消波降阻双球首 Noblesse新细长船理论遗传算法

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三体船构型变化对流场和阻力的影响研究

三体船构型变化对流场和阻力的影响研究

作者：于雷哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

21世纪已被认为是海洋的世纪,海洋考察、开发利用、海运、海防等都需要高速与高性能舰船。三体船作为一种新型船舶,因其优异的性能日益受到人们的关注,许多国家进行了大量的试验和理论研究,并已有若干实船投入使用。三体船侧体的存在使... 详细信息

21世纪已被认为是海洋的世纪,海洋考察、开发利用、海运、海防等都需要高速与高性能舰船。三体船作为一种新型船舶,因其优异的性能日益受到人们的关注,许多国家进行了大量的试验和理论研究,并已有若干实船投入使用。三体船侧体的存在使船体周围流场变得十分复杂,同时也使三体船水动力发生很大变化,如何准确模拟三体船周围流场分布、优化侧体布局、改善三体船体水动力性能成为了学者研究的热点。本文首先探讨了FLUENT软件在计算三体船阻力中的可行性,通过与试验值的比较发现其在低速段的模拟比较精确,但是高速时会产生一定的偏差。总体精度可以保证其被用来作为三体船布局优化的一种工具,然后,对五种常用的湍流模式进行了比较,分析得出针对该船型和该网格划分格式下,在预报阻力方面k-ω类湍流模型要优于k-ε类湍流模型,且这些湍流模型在自由面的模拟中都能较为准确的捕捉到三体船之间明显的兴波干扰。为了探讨三体船构型对阻力性能的影响,考虑到CFD方法在计算中耗时较长,为此,本文推导了线性Michell积分的三体船兴波阻力公式并编制了程序,通过计算值与试验值的比较发现其在计算精度方面有所欠缺,但是总体上能够反映处侧体布局与阻力之间的关系趋势,可以用于初步优化三体船侧体布局。据此,本文采用枚举法编制了三体船侧体布局的优化程序。最后,本文选取了九种不同的侧体布局,进行了变侧体布局情况下的流场数值模拟。通过侧体布局变化对自由液面和船体表面动压力影响的研究,发现侧体布局变化时,对三体船艏部兴波的影响较小,但是会明显的影响三体船舯部和艉部的兴波,合理的配置三体船的侧体布局会对三体船的兴波产生有利影响。通过阻力、自由面波形、船体表面动压力的比较分析,发现侧体的不同布局方案会对三体船阻力产生较为明显的影响。三体船侧体纵横向偏距的适当配合可使其阻力性能较好。不同航速时,对应的侧体优化位置不同：低速时,侧体位置向前布置对阻力较为有利;高速时,侧体向后布置对改善阻力性能有益。最后,通过对流场湍流强度和阻力,升力之间的关系分析,发现其大致上阻力与湍流强度有呈反比关系的趋势,湍流强度越大阻力越小。但是升力和湍流强度的关系较为复杂。

关键词：三体船构型变化 CFD 线性兴波阻力理论湍流强度

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三体船粘性流场的模拟

三体船粘性流场的模拟

作者：陈康哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

三体船具有一系列突出的优点，它优良的快速性、耐波性和稳性等特点为其应用提供了广阔的前景。但是，关于三体船的深入研究还刚刚起步。由于三体船具有独特的结构，使得其周围流场非常复杂。了解三体船所处流场的流动细节和特征，有助... 详细信息

三体船具有一系列突出的优点，它优良的快速性、耐波性和稳性等特点为其应用提供了广阔的前景。但是，关于三体船的深入研究还刚刚起步。由于三体船具有独特的结构，使得其周围流场非常复杂。了解三体船所处流场的流动细节和特征，有助于改进三体船的船型及性能等。在CFD技术得到迅速发展的大背景下，本课题将这一先进技术运用于三体船的性能研究。采用商业软件CFX对船体所处的粘性流场进行数值模拟，从而得到三体船周围的详细的流场细节和流动特征。在计算的过程中，采用了二方程的湍流模型，并且考虑了自由水面对流场的影响。学习与考察将CFX应用于较复杂构型的船型在自由表面运动的流场模拟时的处理方法和有效性，也是本研究工作的目的。模拟两个构型不同的三体船在若干个航速下的流场之后，将结果与船模试验数据进行比较与分析，得到一些有益的结论。对于将CFD技术运用于船舶性能研究的可行性也提供了一些依据。

关键词：三体船 CFD技术粘性流场自由水面

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阻流板和导流板对滑行艇阻力性能的影响研究

阻流板和导流板对滑行艇阻力性能的影响研究

作者：赵超哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

滑行艇作为水面无人艇的常用平台，对其快速性的研究有着重大意义。提高快速性最直接有效的方法是减小航行过程中的阻力。滑行艇因自身的航行特性，过渡航行阶段的阻力曲线呈驼峰状，航行在这个阶段的滑行艇是不经济的，因此需要对其阻... 详细信息

滑行艇作为水面无人艇的常用平台，对其快速性的研究有着重大意义。提高快速性最直接有效的方法是减小航行过程中的阻力。滑行艇因自身的航行特性，过渡航行阶段的阻力曲线呈驼峰状，航行在这个阶段的滑行艇是不经济的，因此需要对其阻力性能进行优化。鉴于阻流板与导流板两种尾部附体在多种高速船舶上的广泛应用，本文考虑对加装两种附体后的滑行艇的阻力性能进行研究，并探讨两附体的水动力机理。通过了解滑行艇阻力性能的研究方法及两种附体的国内外研究状况，确定了本文的研究方向及方法：主要采用数值模拟结合模型试验的方法对加装附体前后的滑行艇在静水中的直航运动进行模拟，预报其阻力性能及航行姿态。文中首先以某一试验模型为研究对象，利用工程流体软件STAR-CCM+重点讨论了船体表面网格尺寸及各种湍流模式对预报精度的影响。并结合滑行艇的运动特性，给出了数值模拟方案，初步确定了本文的计算方法。然后对加装附体前后的某试验滑行艇在静水中的运动进行模拟，将预报结果与试验值及SIT法估算值进行对比，从实际物理现象的捕捉及预报结果的精度两方面验证了数值模拟方案的可行性及可靠性。基于上述计算方案，探讨两种附体的相关参数对滑行艇阻力性能及航态的影响。并结合滑行艇周围的流场及艇底压力分布的情况，分析了阻流板与导流板的水动力机理。最后为消除滑行艇在运动过程中航行姿态变化带来的影响，进一步探讨阻流板及导流板的水动力机理，采用模型试验的方法，在固定航态下，对加装附体前后的滑行艇的阻力性能进行了研究。通过上述研究，发现两种尾部附体都是通过改变航行姿态、艇体周围及尾后流场来影响滑行艇的阻力性能。在过渡航行阶段可有效地改善阻力，但在高速滑行阶段会带来阻力性能的恶化。

关键词：滑行艇阻力性能阻流板导流板水动力机理

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近水面航行潜体若干水动力的数值模拟

近水面航行潜体若干水动力的数值模拟

作者：李佳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近水面航行的潜体，其周围绕流场与深水潜体相比更为复杂，自由面对潜体的影响是不容忽视的。以前主要依靠试验来研究潜体周围绕流场，但试验周期长、成本高，因而急需一种更为经济的途径来加快研究进程。近年来，随着计算机硬件与计算... 详细信息

近水面航行的潜体，其周围绕流场与深水潜体相比更为复杂，自由面对潜体的影响是不容忽视的。以前主要依靠试验来研究潜体周围绕流场，但试验周期长、成本高，因而急需一种更为经济的途径来加快研究进程。近年来，随着计算机硬件与计算流体力学的迅猛发展，使得采用数值计算的方法研究潜体周围的流场成为可能。数值方法经济、快捷，同时可以估算某些模型试验的方法无法模拟的情况。本文用商业CFD软件FLUENT模拟有自由液面、无限水深不可压缩粘性流体绕近水面直航椭球体和潜艇的流动问题。在不改变其它参数和条件的前提下，用FLUENT软件模拟了近水面不同潜深情况下椭球体的绕流场，得出了椭球体潜深对于自由面的影响以及自由面对不同潜深椭球体阻力、升力以及力矩的影响。通过对近水面椭球体阻力的计算结果与椭球体阻力的估算值的比较，验证了用FLUENT软件模拟近水面艇型潜体的可行性。在用FLUENT软件模拟潜艇绕流场中，潜艇的外形与椭球体相近，采用类似的方法模拟了不带附体和带附体的潜艇，并将计算结果与椭球体进行了比较，得出了潜体近水面直航时艇型对于自由面、阻力系数、升力及力矩的影响。

关键词：阻力近水面椭球体潜艇 FLUENT

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三体船和五体船的阻力与流场计算及比较

三体船和五体船的阻力与流场计算及比较

作者：孙立宪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

三体船和五体船与单体船相比，具有上甲板宽阔、适航性改善、航行阻力小、隐身性能好、生存能力强等主要特点，因此，正引起造船界的广泛关注。在未来的海洋高速运输船舶和军用舰船方面，三体船和五体船都具有极大的发展潜力。通过对三... 详细信息

三体船和五体船与单体船相比，具有上甲板宽阔、适航性改善、航行阻力小、隐身性能好、生存能力强等主要特点，因此，正引起造船界的广泛关注。在未来的海洋高速运输船舶和军用舰船方面，三体船和五体船都具有极大的发展潜力。通过对三体船和五体船的水动力研究，不仅可以提高其水动力性能，而且可以促进三体船和五体船在生产和生活中的广泛应用。本文采用目前广泛应用的商业计算流体力学通用软件FLUENT数值模拟具有自由表面的三体船的粘性流场，并且数值计算了不同船型三体船模的阻力。计算结果与三体船模试验数据比较，两者符合得较好，尤其是在低速范围内符合得更佳。这反映了商业计算流体力学软件FLUENT在计算具有自由表面的多体船阻力方面具有一定的可行性。另外，在三体船模的数值模拟基础上，本文又数值模拟了不同航速条件下，不同船型的五体船模的粘性流场情况;计算了作用在五体船模上的阻力值，将五体船模的阻力计算值与等排水量的三体船模的阻力计算值进行了对比，寻找两者之间的阻力差异，分析其原因。同时，也分别计算和分析了作用在五体船模主体和各侧体上的阻力情况，还有侧体位置变化对五体船模阻力的影响，为五体船的船型优化和设计提供帮助。本文的研究表明，将FLUENT软件应用于考虑到自由表面情形下的多体船的水动力数值模拟和计算中是可行的，这为进一步使用FLUENT软件研究多体船的水动力性能提供了依据和参考。

关键词：三体船五体船数值模拟船舶阻力 FLUENT

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改变侧体姿态角的三体船水动力性能数值模拟

改变侧体姿态角的三体船水动力性能数值模拟

作者：程宣恺哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

二十一世纪是海洋的世纪,人类对海洋生物、矿物和水资源的开发日益加剧,因此海洋资源的开发和利用对船舶性能提出了更高的要求,为此许多国家投入了大量的人力和物力积极开展研发高性能船型,三体船作为一种新型高性能船舶已经得到了人们... 详细信息

二十一世纪是海洋的世纪,人类对海洋生物、矿物和水资源的开发日益加剧,因此海洋资源的开发和利用对船舶性能提出了更高的要求,为此许多国家投入了大量的人力和物力积极开展研发高性能船型,三体船作为一种新型高性能船舶已经得到了人们的共识。船舶在高航速情况下,船体周围及尾流场的特性将直接影响到船舶的水动力性能,采取有效的措施改善船舶绕流场,使船舶具有优良的水动力性能,是研究人员一直追求的。三体船由于其侧体的存在,使得其周围绕流场非常复杂,同时其水动力性能也发生了很大变化,因此合理改变三体船侧体姿态,改善其水动力性能是当前研究热点之一。本文对三体船粘性流场进行数值模拟,以从理论数值上考察分析三体船侧体相对于中体的三个安装姿态角改变时其阻力等水动力性能的影响。由于网格质量的优劣会直接影响数值计算的稳定性、收敛性和计算精度,并且对于三体船来说,其形状十分复杂,给网格的生成带来极大的困难,因此本文对三体船计算网格划分方法进行了系列研究。首先文中对三体船中体的表面网格、船体表面第一层网格节点的高度以及网格节点的分布比例系数等进行数值模拟,将得出结果与试验数据进行对比,提出了网格划法中一些重要参数的建议范围。然后将网格划法中重要参数建议值运用到三体船上,分别用三套符合一定要求粗细不同的网格进行CFD检验、验证和网格收敛性研究,以验证所得出网格参数的可靠性。湍流模式是船舶CFD中的一个重要因素,本文随后针对七种不同的湍流模式,以所研究的三体船的中体和三体船为计算模型,分析了不同湍流模型对三体船中体和三体船阻力计算结果的影响,并与试验数据进行对比,得出最适合三体船水动力计算的湍流模型。之后将所得出的计算网格和湍流模型结论运用到中体和三体船上,对其在不同速度下的粘性流场进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证研究结论的可靠性和方法的适用性。常规三体船的侧体安装姿态大体上是垂直的,纵向平行于中体以及不带纵倾角的,即纵倾角α=0,攻角β=0和内倾角γ=0的情形。为考虑一种三体船型新概念,本文考虑α、β和γ分别或组合改变时对所形成的三体船型的阻力和其他水动力性能的影响,初步探索这种变动产生的新型三体船型对上述性能改善的可能性。本文最后针对前面研究的三体船,对多种不同侧体姿态下的三体船绕流场进行了数值模拟,分别分析了不同侧体姿态对三体船的阻力、升力和纵倾力矩的影响,得出各自适合的三体船侧体姿态,最终综合考虑阻力、升力和纵倾力矩对三体船的影响,优选出合适的侧体姿态,为以后三体船侧体姿态的研究提供一定的参考。

关键词： CFD 三体船水动力性能变侧体姿态