Y550型游艇結(jié)構(gòu)及動(dòng)力優(yōu)化.pdf

1、游艇作為一種高級(jí)水上娛樂用消費(fèi)品，近幾年來越來越受到人們的重視。中國的游艇產(chǎn)業(yè)尚處在起步階段，缺乏完備的設(shè)計(jì)理論，因此對(duì)游艇設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)我國游艇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用。
　　本文系統(tǒng)的歸納了游艇設(shè)計(jì)的基本流程，詳細(xì)闡述了游艇設(shè)計(jì)中各個(gè)基本環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容；針對(duì)我國游艇設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，提出了一種游艇動(dòng)力試驗(yàn)用微型循環(huán)水池，并就該水池的工作段、收縮段、動(dòng)力系統(tǒng)和數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)等主要組成部分進(jìn)行

2、了設(shè)計(jì)和計(jì)算，為獲得較為理想的工作流場，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)設(shè)計(jì)水池的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出流場分布的各個(gè)物理量；在模擬結(jié)果滿足試驗(yàn)條件的情況下，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，完成循環(huán)水池的設(shè)計(jì)制造。
　　本文設(shè)計(jì)的微型循環(huán)水池保留了傳統(tǒng)循環(huán)水池的主體部分，創(chuàng)新性的對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行了簡化和修改，由于該微型循環(huán)水池尺度較小，實(shí)驗(yàn)中必然存在邊界效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)流場不能與實(shí)際流場完全相似，測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定誤差，不能直接用于對(duì)實(shí)船阻力的預(yù)報(bào)

3、。因此，該循環(huán)水池設(shè)計(jì)的目的在于采集船模試驗(yàn)的基本數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)值模型的修正，來預(yù)報(bào)實(shí)船的阻力數(shù)據(jù)，即本文提出的“虛擬水池”的設(shè)計(jì)概念；針對(duì)我校自行設(shè)計(jì)研發(fā)的Y550型休閑娛樂游艇，對(duì)船模進(jìn)行了阻力試驗(yàn)，利用二因次換算法將試驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)船的阻力數(shù)據(jù)：基于連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、湍流模型以及多相流模型等流體力學(xué)理論，對(duì)Y550游艇進(jìn)行了CFD模擬；將試驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，利用回歸分析對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正，用來預(yù)報(bào)實(shí)船阻力。最后，根據(jù)

4、以上的分析計(jì)算，對(duì)Y550型游艇的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力提出了優(yōu)化方案，在滿足強(qiáng)度的前提下，盡可能的減輕船體重量，不僅能提高游艇的快速性、降低行駛阻力，而且能夠節(jié)約能源，打造綠色環(huán)保的游艇設(shè)計(jì)理念。
　　研究表明，通過“虛擬水池”這一概念，充分發(fā)揮了CFD計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量重復(fù)計(jì)算，節(jié)省實(shí)驗(yàn)過程中的人力和物力；此外，微型的循環(huán)水池也大大減小了占地面積，降低了研究成本，使得游艇的船模試驗(yàn)不再局限于專門的單位和機(jī)構(gòu)，能夠增強(qiáng)我國