【摘 要】
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船舶在航行过程中,由于周围流场以及受力的改变,船体姿态将发生相应的变化。对于高速型船舶其运动姿态变化更加明显,进而影响船舶的正常航行,降低船舶的舒适性和安全性。船舶
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船舶在航行过程中,由于周围流场以及受力的改变,船体姿态将发生相应的变化。对于高速型船舶其运动姿态变化更加明显,进而影响船舶的正常航行,降低船舶的舒适性和安全性。船舶六自由度运动问题是一种复杂的三维流动,并且由于其运动的复杂性和自由面的存在使得研究难度进一步增大。随着计算机技术CFD(Computational Fluid Dynamics)的不断发展,越来越多的学者运用数值方法对其进行研究。本文基于CFD技术并应用STAR-CCM+软件研究高速型船舶的阻力及纵向运动特性,并针对这一特性对船体局部进行改型设计。首先,本文运用CFD技术,对某高速型船舶直航下固定模态和自由模态的船体阻力进行了数值计算,并将数值计算结果与实验结果进行比较分析,验证了采用自由模态计算船体阻力具有更高的精度。其次,针对船舶六自由度运动问题,本文对静水中高速型船舶的纵向运动进行了数值模拟,分析了船体型线对高速船水动力性能的影响,给出了船体阻力随航速的变化情况、船舶运动过程中纵倾角和升沉位移的变化规律以及船体周围流场分布情况。最后,在应用船舶六自由度运动数值模拟方法的基础上,对DTMB5415模型开展计及升沉纵摇耦合运动的数值模拟,并对其球艏构型进行适当的改型设计,为高速船航行运动的数值模拟提供一定参考。
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