帶艏鰭小水線面三體船阻力及縱向運動研究.pdf

1、高性能船舶符合當今船舶科技的發(fā)展趨勢,對進一步提高人類的生產(chǎn)效率、降低航運成本大為有益,因而得到世界各國研究機構(gòu)的重視。其中三體船發(fā)展迅猛,其優(yōu)異性能已被大量的研究和試驗所證實并被廣泛接受,各種三體船設計方案涌現(xiàn)。其中小水線面中體三體船的概念設計方案新穎別致,前景廣闊。
　　 小水線面中體三體船的阻力和耐波性能優(yōu)良。但在中高速時,較小的水線面面積使其易失去縱向穩(wěn)定性,需要加裝艏鰭以增加穩(wěn)定性并進一步改善縱向運動性能。艏鰭的安裝使

2、船舶周圍流場變的更加復雜,同時也改變了船舶的水動力。因此在設計初始階段研究艏鰭對小水線面中體三體船的各項性能所產(chǎn)生的影響就尤為重要。
　　 本文首先使用CFD軟件FLUENT模擬了小水線面中體三體船的粘性流場,計算了船模阻力值和自由液面波形,探討了不同中體潛體形狀的影響。之后對帶艏鰭的船模進行了粘性流場數(shù)值模擬,根據(jù)鰭的尺寸、艏鰭安裝的縱向位置以及安裝的幾何攻角,設置了18種方案,并分析了這三個因素各自對船體和艏鰭表面壓力、船模

3、的阻力、升力和縱向力矩等性能的影響。最后通過分析中體潛體和艏鰭對在波浪中做搖蕩運動的小水線面中體三體船的水動力的貢獻,修正了縱向運動方程,計算出帶艏鰭的小水線面中體三體船在規(guī)則波中迎浪下的縱向運動。并分析了中體潛體形狀以及艏鰭尺寸和縱向安裝位置對其縱向運動的影響。
　　 本文的研究表明較扁的中體潛體會微幅增加阻力,并小幅減小縱向運動幅值:艏鰭的安裝可以大幅減小小水線面中體三體船的縱向運動,但同時也會對船舶阻力帶來一定增加;較大尺