地效翼船氣動力特性預(yù)報的CFD應(yīng)用研究.pdf

1、計算流體力學(xué)（CFD）在船舶與海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到重視，并開始進(jìn)入實用化階段。然而，由于地效翼船幾何外形的復(fù)雜性和近地面飛行時流場的難以計算，在預(yù)報地效翼船氣動力特性方面，CFD技術(shù)還未達(dá)到實用化程度。因此利用現(xiàn)代數(shù)值技術(shù)對地效翼船在近地面粘性流場中運動的氣動力特性進(jìn)行系統(tǒng)的計算研究，具有重要的工程意義和現(xiàn)實意義。 本文首先對地效翼船氣動力特性研究領(lǐng)域中的的CFD的發(fā)展和應(yīng)用情況，進(jìn)行了回顧和分析。然后利用流體力學(xué)的基本

2、理論和方法，建立了描述地效翼船在近地面飛行時的流體動力特性的數(shù)學(xué)模型。最后利用數(shù)值計算方法，進(jìn)行了一系列的數(shù)值計算。具體計算工作和結(jié)論如下： 1）通過求解RANS方程，對二維機翼無界粘性流場進(jìn)行了驗證性數(shù)值模擬，以考察不同湍流模式的影響。通過計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)的充分比較，確定了比較可靠的數(shù)值模擬方法； 2）用上述方法對不同飛高、攻角以及翼型的地效翼氣動力特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：粘流的計算結(jié)果比勢流更接近試驗值，并且除了

3、相對飛高和攻角以外，翼型的厚度和拱度對地效翼的氣動力特性也有顯著影響； 3）采用VOF法對近自由液面的機翼繞流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，除強地效大攻角的工況外，大多數(shù)情況下自由面對二維地效翼的影響都可以忽略不計； 4）利用CFD技術(shù)模擬了地效翼在風(fēng)洞中的氣動特性試驗。分析認(rèn)為：試驗誤差主要由固定地板和移動地面的不模擬引起的，洞壁的影響可以忽略。并提出了提高試驗精度和修正試驗數(shù)據(jù)的方法，以指導(dǎo)地效翼的性能試驗和設(shè)計；