高速滑行艇噴濺阻力的數(shù)值計算與分析方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)排水型船的重量由靜水力支持，而滑行艇的重量是由水動力和靜水力聯(lián)合支持，滑行艇在高速航行時伴隨著強烈的噴濺現(xiàn)象，對滑行艇的航行阻力及運動性能產(chǎn)生顯著影響。精確模擬滑行艇的噴濺及確定噴濺阻力對于確定艇體受到的動載荷及艇型的優(yōu)化具有十分重要的意義。
　　本文采用與滑行艇試驗艇型相同的三維棱柱型滑行艇模型，針對棱柱型滑行艇在靜水中約束航行及在波浪中約束航行進行了數(shù)值模擬與分析。
　　利用Fluent軟件對滑行艇約束模式下縱傾角τ

2、=3.0°、5.0°，航速V=1.0m/s~6.0m/s共計12個工況進行了數(shù)值模擬，完成了棱柱型滑行艇在靜水中約束航行的水動力特性研究，分析了不同縱傾角不同航速下滑行艇的阻力、周圍流場、艇底動壓等，并將數(shù)值計算結(jié)果與試驗相比較，吻合較好。當航速 V?2m/s時，阻力數(shù)值計算值與試驗值誤差小于5％，說明該數(shù)值模擬方法在研究較高體積傅汝德數(shù)時具有較好的計算精度。
　　根據(jù)棱柱型滑行艇在靜水中約束模式下的數(shù)值模擬結(jié)果，完成了棱柱型滑行

3、艇在靜水中約束航行的噴濺特性研究，分析了滑行艇噴濺面積、艇底靜壓等參數(shù)的變化特性，通過自編后處理程序繪制出滑行艇噴濺區(qū)的形狀，并計算出噴濺面積及噴濺阻力。噴濺區(qū)平均速度與航速之間近似滿足線性關系，縱傾角τ=3.0°下噴濺阻力占總阻力的12%~19%，縱傾角τ=5.0°下噴濺阻力占總阻力的25%~30%。
　　通過速度邊界造波方法，實現(xiàn)波浪環(huán)境的模擬，對滑行艇以一定航速，在波長為2.1m、波高為0.2m的波浪中航行進行了數(shù)值模擬，選

4、取縱傾角τ=5.0°，航速V=0m/s~5.0m/s共計6個工況，開展了計及空氣載荷作用下棱柱型滑行艇在波浪中約束航行的噴濺特性研究，分析了滑行艇的艇底靜壓、艇底水相體積分數(shù)分布等，繪制出滑行艇噴濺區(qū)的形狀，計算得到不同航速下滑行艇的噴濺阻力。航速 V=0m/s時，噴濺阻力非常小，可以忽略不計；其余航速下，在波浪中滑行艇的噴濺阻力占總阻力比例RS/R的峰值約在10%左右。
　　根據(jù)滑行艇噴濺現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)部機理及國內(nèi)外相關試驗歸納出