船舶操縱運(yùn)動(dòng)粘性水動(dòng)力數(shù)值與試驗(yàn)研究.pdf

1、采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在船舶設(shè)計(jì)階段對(duì)船舶水動(dòng)力性能的預(yù)報(bào)，在船舶生產(chǎn)過程中具有重大的工程應(yīng)用價(jià)值，并且在目前是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。近十多年來，隨著船舶CFD計(jì)算方法和計(jì)算能力的發(fā)展，數(shù)值預(yù)報(bào)精度的不斷提高，其對(duì)船舶優(yōu)化設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用也日益突出，并有與船模試驗(yàn)并駕齊驅(qū)、取代部分船模試驗(yàn)的趨勢(shì)。在船舶操縱性方面，這類方法雖處于初始階段，但已獲得重大進(jìn)展。目前，第25屆ITTC操縱性技術(shù)委員會(huì)正在組織一項(xiàng)旨在對(duì)各種預(yù)報(bào)操縱性

2、的模擬方法進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)的比較研究。本文正是在這種背景下，利用CFD方法對(duì)船舶操縱運(yùn)動(dòng)粘性水動(dòng)力進(jìn)行了數(shù)值研究。 本文主要以三大主力船型中的大型油輪、上述比較研究中的標(biāo)準(zhǔn)船型之一KVLCC2為研究對(duì)象，主要對(duì)該船型船模在深水狀態(tài)下作斜航運(yùn)動(dòng)的粘性流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，計(jì)算了作用在船模上的橫向水動(dòng)力、艏搖力矩及表面壓力分布。 隨著船舶向大型化發(fā)展，通常的港灣、運(yùn)河等相對(duì)于這些超大型船舶成為限制航道，由于運(yùn)動(dòng)和受力特點(diǎn)的不同，

3、船舶在限制水域中的操縱性和在無限水域中的操縱性有很大的不同，船舶在限制水域中航行時(shí)發(fā)生碰撞、觸底等海難事故的危險(xiǎn)性比在無限水域中航行時(shí)要大得多。所以，滿足IMO現(xiàn)行的船舶操縱性標(biāo)準(zhǔn)并不能確保船舶航行安全性；要切實(shí)提高航行安全性，迫切需要從研究限制水域中的船舶操縱運(yùn)動(dòng)與受力特點(diǎn)出發(fā)研究限制水域中的操縱性，并制定相應(yīng)的限制水域船舶操縱性標(biāo)準(zhǔn)。在這種背景下，本文計(jì)算了KVLCC2船模在淺水狀態(tài)下所受的橫向水動(dòng)力、艏搖力矩及表面壓力，并與深水情