氣泡逸出控制措施對氣泡船減阻效果影響的數(shù)值研究.pdf

1、減小船舶航行阻力是發(fā)展船舶節(jié)能技術及提高船舶航速的方向之一，而對于船舶水動力學的研究來說，減小船舶阻力一直是這門學科的主旋律。微氣泡減阻技術是近三十年發(fā)展起來的，國內外許多學者對氣泡減阻進行了大量實驗和理論研究，其良好的減阻效果已經為試驗所檢驗。國家863科技攻關項目“高速氣泡船船型研究”是針對氣泡船的運動特點，從理論及試驗研究著手，研究出具有高效噴氣方式、氣泡穩(wěn)定性好及各項性能指標優(yōu)良的高速氣泡船新船型。 本文是在對高速氣泡船

2、減阻進行理論及試驗研究的基礎上，進一步研究提高高速氣泡船減阻率的技術措施。本文通過對高速艇艇底不同位置加設縱向防濺條，來控制氣泡沿船體橫向的逸出，增大艇底氣泡的體積濃度，提高氣泡船的減阻效果?？紤]船體橫剖面形狀對氣泡逸出的影響，特別是縱剖線形狀的影響，又對一艘改型氣泡船進行了氣泡減阻計算。通過對計算結果的比較分析，尋求控制氣泡逃逸的最佳技術措施，從而提高高速艇摩擦阻力減阻率，達到降阻節(jié)能的目的。 本文數(shù)值求解中應用有限體積法對方

3、程進行離散，采用SIMPLEC算法求解雷諾平均流動方程組、以及求解含有微氣泡的雷諾平均的兩相流動方程組。計算不噴氣狀態(tài)時，選用標準k—ε湍流模型及標準壁面函數(shù)，這有利于計算的收斂，考慮重力作用。計算噴氣狀態(tài)時，采用歐拉方法的Mixture混合兩相流模型及標準k—ε湍流模型，即將氣泡流作為混合物的流動處理，同時考慮了氣泡與水的相對運動。 本文數(shù)值模擬結果表明：在高速艇艇底設置小尺度縱向防濺條雖抑制了氣泡向艇體兩側逃逸，也增大了氣泡