Y550型游艇結構及動力優(yōu)化.pdf

1、游艇作為一種高級水上娛樂用消費品，近幾年來越來越受到人們的重視。中國的游艇產(chǎn)業(yè)尚處在起步階段，缺乏完備的設計理論，因此對游艇設計理論進行研究具有重要的學術意義和實際應用價值，對我國游艇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極的推動作用。
　　本文系統(tǒng)的歸納了游艇設計的基本流程，詳細闡述了游艇設計中各個基本環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容；針對我國游艇設計的薄弱環(huán)節(jié)，提出了一種游艇動力試驗用微型循環(huán)水池，并就該水池的工作段、收縮段、動力系統(tǒng)和數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)等主要組成部分進行

2、了設計和計算，為獲得較為理想的工作流場，利用計算流體力學軟件FLUENT對設計水池的流場進行了數(shù)值模擬，得出流場分布的各個物理量；在模擬結果滿足試驗條件的情況下，根據(jù)設計圖紙，完成循環(huán)水池的設計制造。
　　本文設計的微型循環(huán)水池保留了傳統(tǒng)循環(huán)水池的主體部分，創(chuàng)新性的對各個部分進行了簡化和修改，由于該微型循環(huán)水池尺度較小，實驗中必然存在邊界效應，實驗流場不能與實際流場完全相似，測得的實驗數(shù)據(jù)存在一定誤差，不能直接用于對實船阻力的預報

3、。因此，該循環(huán)水池設計的目的在于采集船模試驗的基本數(shù)據(jù)，通過對數(shù)值模型的修正，來預報實船的阻力數(shù)據(jù)，即本文提出的“虛擬水池”的設計概念；針對我校自行設計研發(fā)的Y550型休閑娛樂游艇，對船模進行了阻力試驗，利用二因次換算法將試驗數(shù)據(jù)轉換為實船的阻力數(shù)據(jù)：基于連續(xù)性方程、動量方程、湍流模型以及多相流模型等流體力學理論，對Y550游艇進行了CFD模擬；將試驗結果和模擬結果進行對比，利用回歸分析對試驗數(shù)據(jù)進行了修正，用來預報實船阻力。最后，根據(jù)

4、以上的分析計算，對Y550型游艇的結構和動力提出了優(yōu)化方案，在滿足強度的前提下，盡可能的減輕船體重量，不僅能提高游艇的快速性、降低行駛阻力，而且能夠節(jié)約能源，打造綠色環(huán)保的游艇設計理念。
　　研究表明，通過“虛擬水池”這一概念，充分發(fā)揮了CFD計算的優(yōu)點，可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行大量重復計算，節(jié)省實驗過程中的人力和物力；此外，微型的循環(huán)水池也大大減小了占地面積，降低了研究成本，使得游艇的船模試驗不再局限于專門的單位和機構，能夠增強我國