縱傾條件下船舶水動(dòng)力性能試驗(yàn)及數(shù)值研究

《縱傾條件下船舶水動(dòng)力性能試驗(yàn)及數(shù)值研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文縱傾條件下船舶水動(dòng)力性能試驗(yàn)及數(shù)值研究碩士研究生：魏少鵬指導(dǎo)教師：郭春雨教授學(xué)科、專業(yè)：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造論文主審人：丁勇教授哈爾濱工程大學(xué)2018年1月分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文縱傾條件下船舶水動(dòng)力性能試驗(yàn)及數(shù)值研究碩士研究生：魏少鵬指導(dǎo)教師：郭春雨教授學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造所在單位：船舶工程學(xué)院論文提交日期：2018年1月論文答辯日期：2018年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)Classifie

2、dIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngNumericalandexperimentalstudyonthehydrodynamicperformanceofshipundertrimconditionCandidate:WeiShaopengSupervisor:Prof.GuoChunyuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNa

3、valArchitectureandOceanStructureDateofSubmission:January.2018DateofOralExamination:March.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的

4、作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部?jī)?nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)

5、后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可?在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日縱傾條件下船舶水動(dòng)力性能試驗(yàn)及數(shù)值研究摘要自“綠色船舶”概念于上世紀(jì)90年代提出以來(lái)，節(jié)能減排技術(shù)逐漸受到國(guó)際航運(yùn)業(yè)的重視，我國(guó)也陸續(xù)實(shí)施相關(guān)綠色船舶規(guī)范。目前常見(jiàn)的船舶節(jié)能減排方式主要有節(jié)能附體裝置、風(fēng)帆輔助、新能源、縱傾優(yōu)化等。相比其他節(jié)能

6、技術(shù)縱傾優(yōu)化技術(shù)是一種節(jié)能效果顯著、成本低廉的綠色技術(shù)，因此研究縱傾條件下船舶的水動(dòng)力性能非常有必要。目前關(guān)于船舶縱傾優(yōu)化研究大多只考慮裸船體的阻力性能，并未對(duì)節(jié)能機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，并且在數(shù)值預(yù)報(bào)過(guò)程中忽略了浮態(tài)變化及船槳耦合對(duì)繞流場(chǎng)及推進(jìn)性能的影響，存在一定的誤差。文章采用物理水池模型試驗(yàn)與CFD數(shù)值分析相結(jié)合的方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)船模KCS（KRISO）進(jìn)行不同吃水（設(shè)計(jì)、壓載、超載）、縱傾角下的船舶水動(dòng)力性能研究。其中水池拖曳試驗(yàn)主要對(duì)船模阻力、升沉量及縱傾角進(jìn)行測(cè)量，對(duì)比分析縱傾值變化對(duì)船模阻力及浮

7、態(tài)的影響，同時(shí)為數(shù)值預(yù)報(bào)提供試驗(yàn)支持。數(shù)值分析方法分別基于約束模與自由模進(jìn)行計(jì)算，離散方法采用有限體積法，湍流模型采用RNGk??,自由液面通過(guò)VOF方法進(jìn)行捕捉，船模的初始縱傾角通過(guò)重疊網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整，初始縱傾角與重心位置關(guān)系通過(guò)Solidworks建模軟件確定。將約束模與自由模預(yù)報(bào)結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明自由模能夠較好地捕捉變縱傾條件下船模的航行姿態(tài)及阻力，適合用于縱傾優(yōu)化數(shù)值研究。在裸船體縱傾優(yōu)化機(jī)理研究方面，采用二因次方法將船模阻力分為摩擦阻力與剩余阻力，對(duì)比分析艏傾及艉傾工況下摩擦阻

8、力與剩余阻力相比平吃水的變化，計(jì)及船模姿態(tài)變化，綜合考慮了變縱傾變吃水條件下水線長(zhǎng)度、濕表面積對(duì)摩擦阻力的影響，艏艉興波、船身表面動(dòng)壓、船艉繞流場(chǎng)對(duì)裸船體剩余阻力的影響。在KCS船槳耦合變縱傾自航預(yù)報(bào)中，增加疊加旋轉(zhuǎn)模型（DFBISuperposedRotation），以保證船舶在發(fā)生縱傾及升沉運(yùn)動(dòng)螺旋槳能夠依附于船體之上?；诼愦w設(shè)計(jì)吃水0°及最佳縱傾0.25°工況，對(duì)比自航狀態(tài)與裸船體狀態(tài)變縱傾船槳阻力、航行姿態(tài)變化、自由液面及船槳耦合繞流場(chǎng)，變縱傾自航螺旋槳推力及扭矩變化，