風帆助航船——風帆流致振動研究.pdf

1、本研究首先介紹了風帆助航船帆翼的發(fā)展歷程以及渦激振動的研究現(xiàn)狀，并總結了風帆結構動力分析的主要特點，分析風帆結構可能受到的破壞情況，詳細介紹了CFD計算采用的計算原理及各湍流模型的特性。隨后，主要采用CFD數(shù)值模擬及有限元分析方法，建立風帆流場及結構模型，利用CFX和ANSYS計算軟件進行分析；采用SAS方法對Re=2121的圓柱渦激振動問題進行計算，與實驗數(shù)據(jù)進行對比驗證湍流模型的有效性；建立二維風帆模型，分別計算風帆實際尺寸剖面與風

2、帆比例尺寸剖面的泄渦頻率，驗證相似準則的可靠性；分析不同風速、攻角多工況下的二維單帆、雙帆的漩渦脫落狀況，得出二維風帆隨風速、攻角等變化規(guī)律作為后續(xù)三維風帆的計算參考。最后，建立簡化后的三維風帆模型，利用計算時間更少的SST湍流模型對1：16縮尺模型的三維風帆進行渦激振動分析，與二維風帆的計算規(guī)律進行比較；尋找渦激振動頻率比較大的工況，利用SAS方法進行較為準確的分析，獲取漩渦脫落頻率；對實際風帆有限元模型進行模態(tài)分析并判別渦激振動狀況