船舶變形減搖鰭的升力機(jī)理及建模研究.pdf

1、減搖鰭借助鰭上產(chǎn)生的升力來抵抗海浪作用在船舶上的橫搖力矩。增加鰭上的升力，將能起到更好的減搖效果。采用變形設(shè)計(jì)的減搖鰭，僅僅依靠直接改變壁面形狀就可以起到很好的增升效果，配合相應(yīng)的控制算法進(jìn)而使得減搖鰭的減搖性能得到提升。變形減搖鰭升力模型的建立對今后減搖鰭的設(shè)計(jì)工作有很重要的指導(dǎo)意義。 數(shù)學(xué)建模的方法有很多種，但面對減搖鰭的特殊性，傳統(tǒng)的建模方法不在適用。本文所做的研究，就是通過借助CFD軟件的計(jì)算，來完成對變形減搖鰭升力模型

2、建立。通過引入對流經(jīng)減搖鰭表面的流體進(jìn)行控制的思想，來優(yōu)化或提高減搖鰭的升力系數(shù)。通過改變減搖鰭的鰭型來控制流經(jīng)減搖鰭表面的流體，使得它們按照有利的方向去流動，從而使得減搖鰭能在不變的攻角下提供更多的升力。 對減搖鰭進(jìn)行升力建模的過程，實(shí)際上就是對減搖鰭進(jìn)行CFD計(jì)算的過程。依據(jù)流體力學(xué)中由牛頓經(jīng)典力學(xué)動量定理推導(dǎo)而來的邊界層定理，提出了改變減搖鰭前緣的增升方案。用CFD軟件完成了對這種變形減搖鰭鰭型相應(yīng)的升力模型建立，初步的計(jì)

3、算表明通過前緣變形能很大幅度的提高升力。 最后一章借助當(dāng)前仿生學(xué)的研究和設(shè)想，提出了模仿駝背鯨前鰭的變形減搖鰭。資料表明駝背鯨前鰭的前緣突出部有利于其自身前鰭上的升力提升。論文中提出了一種模仿駝背鯨前鰭的減搖鰭，這種鰭型的前緣有正弦形的突出部。借助計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT，對這種模仿駝背鯨前鰭的新型鰭型進(jìn)行了數(shù)值模擬流場計(jì)算，并與相同幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)NACA0015減搖鰭所測得的水池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)采用了前緣有圓形突出