大型游艇尾型及尾軸出口形式對其快速性能綜合影響研究.pdf

1、2011年中國游艇經(jīng)濟(jì)論壇在?？谂e行，與會官員、學(xué)者和游艇商達(dá)成了共識：中國游艇產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展空間巨大。特別是在經(jīng)濟(jì)富裕地區(qū)，游艇已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌ā蕵芳奥糜喂ぞ?。人們的需求及游艇的建造技術(shù)也促使游艇的尺度逐漸向大型化發(fā)展。
　　 游艇在排水型船中屬于高速，傅汝德數(shù)較高，由于游艇對于其阻力性能要求很高，因此游艇的水動力性能研究便成了游艇研究的重要部分。本文是依托于武漢理工大學(xué)高技術(shù)船舶科研項(xiàng)目-150英尺以上

2、大型游艇自主研發(fā)，針對大型游艇的尾型及尾軸出口形式對游艇的快速性能的綜合影響研究。
　　 以往游艇的尾型及尾軸出口形式主要采用軸支架形式，其優(yōu)化設(shè)計(jì)主要考慮支架剖面的翼型以及支架的安裝角度。一些研究者依據(jù)預(yù)旋流理論而設(shè)計(jì)出節(jié)能軸支架。其機(jī)理是使進(jìn)入螺旋槳的水流產(chǎn)生與螺旋槳轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，減小了螺旋槳周向誘導(dǎo)的能量損失。
　　 本文研究船型是一艘長度為225英尺的高速豪華游艇，雙槳，初始附體方案為軸支架形式，依照艇體的

3、基本線型，對其尾型及尾軸出口形式進(jìn)行改型。主要研究思路是取消軸支架，將常規(guī)船尾改為類似雙尾的無傾斜角度的雙尾鰭及有傾角的雙尾鰭形狀，在不過多增加阻力的前提下，提高推進(jìn)效率，從而改善游艇的快速性能。
　　 借助CFD相關(guān)軟件FLUENT，本文探討了游艇四種尾型及尾軸出口形式對船體阻力性能的影響研究。首先利用CATIA及GAMBIT，生成船型及計(jì)算域的網(wǎng)格，然后給定邊界條件，再利用計(jì)算流體力學(xué)商用軟件FLUENT求解器求解RANS方

4、程，通過大量的計(jì)算，選取出合適的湍流模型并確定湍流參數(shù)，計(jì)算不同形式的尾型及尾軸出口形式下船舶粘性紊流流場，得到相應(yīng)的粘性阻力、伴流分布和艇體流線等流場信息。把粘性阻力進(jìn)行對比，最后討論其對游艇粘性流場、阻力及推進(jìn)的綜合影響。
　　 由于尾鰭安裝在水線下比較深的位置，而且相對尺寸比較小，因而本論文研究中認(rèn)為尾鰭阻力主要是粘性阻力。因而在數(shù)值計(jì)算中，不考慮自由液面的影響。本文的研究表明采用無傾角雙尾鰭及有傾角的雙尾鰭尾型及尾軸出口