一種無(wú)壓載水船型阻力及浮態(tài)的數(shù)值研究.pdf_第1頁(yè)
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1、為了對(duì)船舶壓載水帶來(lái)的海洋污染問(wèn)題進(jìn)行有效控制,2004年IMO頒布了《國(guó)際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》,在業(yè)界引起了一股壓載水處理系統(tǒng)的研究熱潮。但由于船型差異,壓載水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),難以滿(mǎn)足各類(lèi)船型的配裝需求。因此,學(xué)術(shù)界提設(shè)計(jì)需要從靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩大方面,對(duì)船舶出了一種“無(wú)壓載水船”的概念。
  新船型的六大特性進(jìn)行綜合分析。當(dāng)今,船舶性能的研究有試驗(yàn)和計(jì)算兩大方法。試驗(yàn)方法中,實(shí)船試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)

2、,模型試驗(yàn)存在尺度效應(yīng)問(wèn)題;計(jì)算方法中,經(jīng)驗(yàn)公式和運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算精確度還有待提高。但是,在高水平計(jì)算機(jī)技術(shù)的背景下,相比較上述方法而言,計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算則擁有著成本低、周期短、精度高的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于船舶性能研究的實(shí)用價(jià)值更大。
  本文首先在國(guó)外無(wú)壓載水船研究的基礎(chǔ)上,將美國(guó)貫通流系統(tǒng)中的水流箱改為三縱三橫連通管路,將日本Ⅴ型船體改為上U下Ⅴ型船體,經(jīng)過(guò)相互融合后,提出了一種無(wú)壓載水船設(shè)計(jì)新思路,并選用巴拿馬船型作為研究對(duì)象,

3、將設(shè)計(jì)思路應(yīng)用其中,利用CAD軟件對(duì)其型線圖進(jìn)行修改。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)改造出的新船型的船型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果基本符合規(guī)范要求,證明了新船型是實(shí)際可行的。
  同時(shí),本文選用標(biāo)準(zhǔn)化船型一系列60船型作為驗(yàn)證對(duì)象,對(duì)系列60船型基礎(chǔ)上改造出的新船型的快速性和浮性進(jìn)行了探究。首先,基于CFD方法,選用有限體積法、混合網(wǎng)格技術(shù)、SIMPLE算法和RNGκ-ε湍流模型,通過(guò)求解RANS方程對(duì)船舶阻力和浮態(tài)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。然后,將系列60船型阻力

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