船舶性能數(shù)值水池的研究及其若干應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)上，船舶水動(dòng)力性能的測(cè)試主要依靠物理水池。物理水池中的模型試驗(yàn)通常費(fèi)時(shí)費(fèi)力成本高，而且結(jié)果的準(zhǔn)確性易受測(cè)試設(shè)備的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬成為研究問題和解決問題的一種重要手段?；贑FD理論的數(shù)值水池技術(shù)的研究逐漸成為熱點(diǎn)。 本文在系統(tǒng)回顧和總結(jié)國(guó)內(nèi)外關(guān)于性能數(shù)值水池的研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，依據(jù)CFD理論，建立了船舶性能數(shù)值水池。性能數(shù)值水池是仿物理水池而建立的，主要依靠現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算理論、數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)算

2、機(jī)系統(tǒng)來模擬流體和結(jié)構(gòu)物的相互作用。船舶性能數(shù)值水池中進(jìn)行的數(shù)值“試驗(yàn)”，正在逐步取代或是部分取代物理水池中的性能試驗(yàn)。與物理模型試驗(yàn)相比，數(shù)值試驗(yàn)不僅具有費(fèi)用低、無觸點(diǎn)流場(chǎng)測(cè)量、無比尺效應(yīng)、能消除物理模型中由傳感器尺寸及模型變形等因素對(duì)流場(chǎng)的影響、可獲得較為詳細(xì)的流場(chǎng)信息等優(yōu)點(diǎn)而廣受關(guān)注，且應(yīng)用范圍越來越廣。 本文基于CFD理論，建立了適于船舶性能測(cè)試，功能較為完善的數(shù)值波浪水池。對(duì)數(shù)值波浪水池的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)值造波和數(shù)值消波進(jìn)行

3、了進(jìn)一步探討和研究?；贔luent軟件平臺(tái)，采用自定義函數(shù)（UDF）進(jìn)行了二次開發(fā)，發(fā)展了不同類型的數(shù)值造波、消波模塊。探討并研究了動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方法（剛體運(yùn)動(dòng)加網(wǎng)格再生法，剛體運(yùn)動(dòng)加Interface法，整體域移動(dòng)法，多參考系法等），根據(jù)船舶不同性能提出了適于數(shù)值水池中進(jìn)行船體性能測(cè)試和模擬的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)。 基于船舶性能數(shù)值水池的應(yīng)用，本文提出了一種船舶水動(dòng)力系數(shù)的測(cè)試與分析技術(shù)，模擬計(jì)算并分析船舶運(yùn)動(dòng)各模態(tài)對(duì)應(yīng)的附加質(zhì)