船舶精細(xì)流場(chǎng)數(shù)值模擬及基于PIV的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著EEDI（Energy Efficiency Design Index）時(shí)代的到來(lái)，船舶設(shè)計(jì)已經(jīng)不能僅滿足圍繞著設(shè)計(jì)工況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，人們?cè)噲D尋找一個(gè)綜合工況（即考慮船舶運(yùn)輸過(guò)程中船舶姿態(tài)、裝載狀況、風(fēng)浪情況等綜合性最好的工況），或一種綜合的設(shè)計(jì)（即設(shè)計(jì)狀態(tài)船舶可以以較好的狀態(tài)航行、螺旋槳工作流場(chǎng)環(huán)境也較良好等）。同時(shí)，真實(shí)的船舶航行是自由度完全放開(kāi)狀態(tài)的，自由度固定與否對(duì)船舶的航行姿態(tài)有很大影響，以往的研究往往采用船舶固定進(jìn)行問(wèn)題簡(jiǎn)

2、化模擬，基于以往研究本文基于船舶真實(shí)航行狀態(tài)出發(fā)進(jìn)行問(wèn)題的模擬與分析。另外，隨著船舶工況的改變，船舶的水動(dòng)力性能隨之發(fā)生明顯的變化，研究重點(diǎn)已經(jīng)不僅僅是對(duì)船舶阻力值或伴流分?jǐn)?shù)進(jìn)行研究，而是轉(zhuǎn)向由這種顯著改變引起流場(chǎng)變化，從流體細(xì)節(jié)上分析宏觀阻力和船尾伴流場(chǎng)的變化。
　　文章采用CFD方法和水下PIV測(cè)量技術(shù)，對(duì)不同工況下（設(shè)計(jì)、壓載、超載工況、波浪狀態(tài)（僅進(jìn)行試驗(yàn)研究）以及自由度放開(kāi)狀態(tài)）標(biāo)準(zhǔn)船型3600TEU集裝箱船KCS（KR

3、ISO）裸船體繞流場(chǎng)、尾部伴流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值預(yù)報(bào)，并開(kāi)展PIV試驗(yàn)研究（試驗(yàn)研究包括阻力、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、以及尾流場(chǎng)測(cè)量等）。通過(guò)對(duì)比分析不同工況下船舶的阻力變化，船身附近繞流場(chǎng)不同，船尾伴流場(chǎng)PIV測(cè)量值來(lái)分析不同工況下船舶的水動(dòng)力性能，據(jù)此研究船舶工況變化對(duì)船舶性能的影響大小。
　　文章著重進(jìn)行了不同工況下繞流場(chǎng)的細(xì)微差距研究，包括阻力值、升沉、縱搖運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，自由表面興波，船身VOF分布，船身流線、船艉伴流場(chǎng)、船身湍流渦結(jié)構(gòu)等。文章首先