基于勢流-黏流耦合計算的船體自航性能CFD研究.pdf

1、推進(jìn)器作為船舶航行動力的核心，與船舶的快速性、經(jīng)濟(jì)型和安全性等性能因素緊緊相關(guān)。螺旋槳是目前應(yīng)用最為廣泛的一種推進(jìn)器，與船體構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，槳和船體的相互作用對船舶性能有著多方面的影響。因此，船槳之間的相互作用的深入研究，在傳統(tǒng)船型的優(yōu)化設(shè)計、新船型開發(fā)和船舶航行性能改善等方面將起到重要的作用。具有一定的理論意義和工程實踐價值。
　　在流體力學(xué)的研究中，常用的方法有理論研究方法、數(shù)值計算方法和實驗研究方法。理論研究方法，盡管能

2、夠普遍、清晰地揭示出流動的內(nèi)在規(guī)律，但其受到理論模型簡單且模型數(shù)量少的限制，還不能夠切實有效地解決實際工程問題。實驗研究方法雖然具有能夠得到可靠流場信息的顯著特點，卻常由于相似準(zhǔn)則局限的原因，不能夠全部滿足尺寸限制、邊界影響等，并且還需要投入大量的經(jīng)費。數(shù)值計算方法需要較少的經(jīng)費，并且耗費時間少，計算結(jié)果的精度也很高。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)不斷地發(fā)展和進(jìn)步，使得計算機(jī)在解決計算量大的問題時，在經(jīng)費支出和時間成本上擁有明顯的優(yōu)勢。在此情景

3、下，計算流體動力學(xué)（CFD）受到了很多研究學(xué)者的青睞，使得其在研究船舶性能方面擁有廣闊的前景。
　　船舶的推進(jìn)性能和自航性能研究中涉及到船槳相互作用的問題。本文應(yīng)用商用 CFD軟件 FLUENT，使用迭代型體積力模型代替真實螺旋槳在船后的作用，分別對船舶在一定螺旋槳轉(zhuǎn)速下的推進(jìn)性能和船舶的自航性能進(jìn)行了數(shù)值模擬計算。利用基于升力面法中的渦格法（VLM）的螺旋槳勢流程序?qū)Υ舐菪龢乃畡恿π阅苓M(jìn)行計算，使用 FLUENT軟件中自帶的