氣泡逸出控制措施對(duì)氣泡船減阻效果影響的數(shù)值研究.pdf

1、減小船舶航行阻力是發(fā)展船舶節(jié)能技術(shù)及提高船舶航速的方向之一，而對(duì)于船舶水動(dòng)力學(xué)的研究來說，減小船舶阻力一直是這門學(xué)科的主旋律。微氣泡減阻技術(shù)是近三十年發(fā)展起來的，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)氣泡減阻進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)和理論研究，其良好的減阻效果已經(jīng)為試驗(yàn)所檢驗(yàn)。國(guó)家863科技攻關(guān)項(xiàng)目“高速氣泡船船型研究”是針對(duì)氣泡船的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，從理論及試驗(yàn)研究著手，研究出具有高效噴氣方式、氣泡穩(wěn)定性好及各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)良的高速氣泡船新船型。 本文是在對(duì)高速氣泡船

2、減阻進(jìn)行理論及試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究提高高速氣泡船減阻率的技術(shù)措施。本文通過對(duì)高速艇艇底不同位置加設(shè)縱向防濺條，來控制氣泡沿船體橫向的逸出，增大艇底氣泡的體積濃度，提高氣泡船的減阻效果?？紤]船體橫剖面形狀對(duì)氣泡逸出的影響，特別是縱剖線形狀的影響，又對(duì)一艘改型氣泡船進(jìn)行了氣泡減阻計(jì)算。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的比較分析，尋求控制氣泡逃逸的最佳技術(shù)措施，從而提高高速艇摩擦阻力減阻率，達(dá)到降阻節(jié)能的目的。 本文數(shù)值求解中應(yīng)用有限體積法對(duì)方

3、程進(jìn)行離散，采用SIMPLEC算法求解雷諾平均流動(dòng)方程組、以及求解含有微氣泡的雷諾平均的兩相流動(dòng)方程組。計(jì)算不噴氣狀態(tài)時(shí)，選用標(biāo)準(zhǔn)k—ε湍流模型及標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，這有利于計(jì)算的收斂，考慮重力作用。計(jì)算噴氣狀態(tài)時(shí)，采用歐拉方法的Mixture混合兩相流模型及標(biāo)準(zhǔn)k—ε湍流模型，即將氣泡流作為混合物的流動(dòng)處理，同時(shí)考慮了氣泡與水的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 本文數(shù)值模擬結(jié)果表明：在高速艇艇底設(shè)置小尺度縱向防濺條雖抑制了氣泡向艇體兩側(cè)逃逸，也增大了氣泡