URANS to Predict Ship Roll Damping using Forced Roll and Free Decay Oscillations.pdf

1、本文使用了一般商業(yè)CFD軟件FLUENT，采用非定常的RANS方程對(duì)S175集裝箱船的橫搖及橫搖阻尼的進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。第一部分為數(shù)值橫搖試驗(yàn)，該數(shù)值實(shí)驗(yàn)?zāi)M給定橫搖幅值的模型實(shí)驗(yàn)。第二部為數(shù)值橫搖自由衰減實(shí)驗(yàn)，其模擬這樣一個(gè)模型實(shí)驗(yàn)即模型在初始橫搖幅值下放松，觀察其六個(gè)自由度中的橫搖運(yùn)動(dòng)，這一試驗(yàn)是在船舶的固有頻率下進(jìn)行的。
　　 使用多相技術(shù)VOF法捕捉自由表面效應(yīng)，用PISO得到壓力與速度的關(guān)系，對(duì)于橫搖運(yùn)動(dòng)使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)格，并

2、采用SST k-ω模型來(lái)獲得湍流運(yùn)動(dòng)。
　　 在模擬強(qiáng)迫橫搖實(shí)驗(yàn)中，采用駁船模型和加上附體舭龍骨的駁船模型，進(jìn)而分析了舭龍骨效應(yīng)。數(shù)值計(jì)算的橫搖幅值范圍為6-31°，因此要考慮大幅橫搖的情況。此外進(jìn)行了控制頻率變化的計(jì)算即在二種不同的強(qiáng)迫頻率下進(jìn)行強(qiáng)迫橫搖試驗(yàn)。
　　 在橫搖自由衰減數(shù)值實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)在不同的橫搖幅值下放松模型來(lái)考慮初始幅值對(duì)橫搖性能的影響。通過(guò)對(duì)二種不同回轉(zhuǎn)半徑下的模擬，還考慮了回轉(zhuǎn)半徑對(duì)橫搖性能的影響。

3、最后通過(guò)把重心置于自由面之上和之下，考慮了重心高度的影響并得到了一些有趣的結(jié)果。
　　 通過(guò)研究網(wǎng)格獨(dú)立與時(shí)間步長(zhǎng)獨(dú)立研究，進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。最后，比較了數(shù)值計(jì)算得到的橫搖阻尼系數(shù)與試驗(yàn)得到的橫搖阻尼系數(shù)。比較結(jié)果表明低頻下數(shù)值結(jié)果比高頻下準(zhǔn)確，然而幅值的變化對(duì)CFD計(jì)算結(jié)果影響相對(duì)較小。自由衰減數(shù)值模擬能夠很準(zhǔn)確地獲得阻尼(系數(shù))，并且對(duì)船舶固有頻率的預(yù)估也在可接受精度之內(nèi)。數(shù)值模擬中獲得了漩渦分離。
　　 本文工作表明