大型游艇尾型及尾軸出口形式對(duì)其快速性能綜合影響研究.pdf

1、2011年中國(guó)游艇經(jīng)濟(jì)論壇在?？谂e行，與會(huì)官員、學(xué)者和游艇商達(dá)成了共識(shí)：中國(guó)游艇產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)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?、娛樂及旅游工具。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(duì)于其阻力性能要求很高，因此游艇的水動(dòng)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(duì)大型游艇的尾型及尾軸出口形式對(duì)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(dòng)，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(zhǎng)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(duì)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(wú)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(duì)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(chǎng)，得到相應(yīng)的粘性阻力、伴流分布和艇體流線等流場(chǎng)信息。把粘性阻力進(jìn)行對(duì)比，最后討論其對(duì)游艇粘性流場(chǎng)、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(duì)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(wú)傾角雙尾鰭及有傾角的雙尾鰭尾型及尾軸出口