船舶尾部伴流場的數(shù)值預報及尺度效應研究.pdf

1、船體尾部流體的流動特性是研究船舶推進性能的重要因素。船體周圍粘性流場的復雜性充分體現(xiàn)在尾部流動及伴流中，因此，在船舶的設(shè)計階段，準確地預報、評價船舶尾部伴流場至關(guān)重要。一般的船模試驗只能滿足傅汝德數(shù)相似，而模型尺度與實尺度的雷諾數(shù)卻相差比較大，所以存在尺度效應的問題。目前尚缺乏針對不同船型特點的尺度修正方法。本文對船后流場進行了數(shù)值模擬，并研究了尺度效應對船尾伴流場的影響。研究過程中主要使用ANSYS ICEM CFD和STAR-CCM

2、+軟件，并以AUTO CAD、CATIA、TECPLOT以及ORIGIN等軟件為輔助。
　　文章采用 CFD的計算方法對船舶尾部伴流場進行了數(shù)值模擬。選擇標準船型KRISO的3600TEU集裝箱船KCS船體為研究對象，在STAR-CCM+計算中采用SST k-ω湍流模型，通過與試驗值的對比，誤差在可接受范圍內(nèi)，證明了本文所采用的研究方法的可靠性。計算共選取了九個不同縮尺比的模型（其中包括實尺度的計算），計算得到船后速度場的分布圖以

3、及螺旋槳盤面處的伴流等值線圖，著重對比分析了不同縮尺比下KCS船體螺旋槳盤面處的伴流場分布、各半徑處的伴流分數(shù)、伴流周向平均值及伴流梯度、船尾區(qū)域速度場分布、船體流線分布等，探討了尺度效應對船舶尾部伴流場（主要考慮軸向伴流分數(shù)）的影響。
　　文章最后對實船伴流場的預報提供了一種非常規(guī)方法。將模型尺度下的船體尾部進行幾何變形，以期獲得與實船伴流場更一致的效果。本文設(shè)計了一條不完全幾何相似的船體模型，即僅僅將船體的尾部形狀進行修改，而