基于CFD的多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究.pdf

1、船舶在航行中不僅會受到波浪力的作用，還會受到風載荷的影響，雖然MOSS型LNG船舶上層建筑相互之間對于風載荷影響不可忽略，但是各部分相對獨立，具有明顯的繞流特性，類似于多組合半球體繞流，通過對多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究將為研究LNG船舶風載荷的數(shù)值方法和網(wǎng)格劃分方法奠定堅實的基礎，并可以提高LNG船舶風載荷數(shù)值預報精度，同時對改進和提升LNG船舶操縱性能和安全航行有重要作用。因此本文基于粘流理論，利用Fluent計算平臺，對多組合半

2、球體繞流進行了數(shù)值模擬研究。
　　本文對組合半球體進行了三維建模和計算域的設定，為驗證選取的網(wǎng)格劃分方法和數(shù)值方法的可靠性及穩(wěn)定性，對雷諾數(shù)Re=2×106下的半球體繞流進行數(shù)值模擬，并將數(shù)值模擬結(jié)果與風洞試驗結(jié)果進行對比，確定了網(wǎng)格劃分方法和Realizable k-ε湍流模型對組合半球體進行數(shù)值模擬。然后以大氣邊界層指數(shù)律模擬現(xiàn)實風場情況，對雷諾數(shù)Re=8×106、Re=4×107和Re=7.2×107時的單組合半球體繞流、雙

3、組合半球體串列繞流、三組合半球體串列繞流和四組合半球體串列繞流進行了數(shù)值模擬研究，得到了多組合半球體繞流特征，并應用此方法對LNG船舶周圍風場進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，當單組合半球體繞流時，流場特征基本相似，雷諾數(shù)變化對回流區(qū)寬度和邊界層分離點位置影響較小，阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)增加而增加;當多組合半球體串列繞流時，流線開始從兩組合半球體之間的間隙穿過，從下游組合半球體的另一側(cè)流向下游，大尺度渦依然形成于組合半球體的后半部兩側(cè)和背部。大尺度渦