基于CFD的淺水雙尾船尾型優(yōu)化研究.pdf

1、黑龍江水域覆蓋面積廣，對(duì)北方經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，需要對(duì)其進(jìn)行管理和維護(hù)，保證航道暢通。作為黑龍江的重要船型之一，航標(biāo)船承載著維護(hù)界河航道、保證航運(yùn)安全等重要任務(wù)。為保障黑龍江航道安全及暢通，需要建造一批性能優(yōu)良的航標(biāo)船。但是黑龍江相對(duì)于長(zhǎng)江等內(nèi)河流域，具有航深淺、航速小、淺灘多等特點(diǎn)，迫切需要對(duì)淺吃水、效率高的節(jié)能船型的研發(fā)。同時(shí)又與時(shí)代發(fā)展同步，現(xiàn)今出現(xiàn)能源緊缺、燃油價(jià)格上漲等現(xiàn)象，各國(guó)學(xué)者和船東越來越重視節(jié)能船型的研究和開發(fā)

2、。
　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)有航標(biāo)船形成了雙尾船型、隧道型等主要船型。本船經(jīng)前人驗(yàn)證：雙尾船型比隧道船型節(jié)能效果更好；同時(shí)經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)船和船模試驗(yàn)也都證明：雙尾船型具有推進(jìn)效率高、節(jié)能效果好的優(yōu)點(diǎn)。綜合考慮對(duì)本船的航行條件和使用要求，采用節(jié)能效果好的雙尾船尾型，并對(duì)尾型進(jìn)行優(yōu)化。
　　國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)雙尾船尾型參數(shù)做過很多研究，但是目前對(duì)于淺水區(qū)域的雙尾船，缺少尾型參數(shù)的詳細(xì)研究資料。因此本文主要針對(duì)黑龍江航道淺吃水的特點(diǎn)，從理

3、論和實(shí)際出發(fā)，利用數(shù)值模擬方法，研究雙尾船受淺水影響程度，以及在淺水中尾型參數(shù)隨航速和航道水深的變化趨勢(shì)，推斷雙尾船的優(yōu)化船型。
　　首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)黑龍江雙尾航標(biāo)船進(jìn)行方案論證。利用 Maxsurf軟件，針對(duì)雙尾船特點(diǎn)，對(duì)原雙尾船進(jìn)行型線變換和船體建模。其次，根據(jù)船模阻力試驗(yàn)及數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果對(duì)比，論證 Fluent軟件在計(jì)算雙尾船阻力方面的可靠性。再次，利用Fluent軟件，在不同航速、不同航深工況下，模擬了雙尾船在淺

4、水中的運(yùn)動(dòng)情況，分析了淺水效應(yīng)對(duì)雙尾船的影響?？刂齐p尾船尾部形狀的參數(shù)有很多，本文選取影響最大的兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析，即尾軸間距和中縱剖線切點(diǎn)位置。接下來，利用Fluent軟件，分別對(duì)具有不同尾軸間距和中縱剖線切點(diǎn)位置的雙尾船進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算其在不同航速、不同水深工況條件下船模阻力。最后，通過其阻力變化趨勢(shì)及流場(chǎng)分布情況的相關(guān)圖像、數(shù)據(jù)對(duì)比，分析每種參數(shù)隨航深和航速的變化趨勢(shì)，以及兩種參數(shù)間的相互干擾程度，推斷其中的最優(yōu)船型，為日后內(nèi)河雙