基于CFD的船舶阻力計算與預報研究.pdf

1、船舶阻力是影響船舶快速性的重要內(nèi)容之一。阻力性能良好的船舶可以提高運輸效率，節(jié)約能源，也直接關(guān)系到船舶的經(jīng)濟性能。船舶阻力性能評估是船型優(yōu)化的重要依據(jù)，阻力的預報方法也一直是船舶工程屆永恒的研究主題之一，因此船舶阻力計算和預報研究同時具有重要的學術(shù)意義和工程實用價值。 本文系統(tǒng)地回顧和總結(jié)了船舶阻力理論計算的發(fā)展歷程和研究進展，詳細介紹了當前國內(nèi)外船舶CFD的發(fā)展趨勢和阻力預報方法，采用CFD理論計算手段，基于層流、湍流等理論對

2、航行船體的阻力進行了計算和試驗驗證，創(chuàng)新性地采用了壓阻力、粘性摩擦阻力的剝離、分析方法進行阻力成分分析，與模型試驗中獲得的剩余阻力等各成分進行了比較和分析，對船體壁面粗糙度對阻力影響進行了探討，提出基于CFD理論的實船阻力預報方法。 研究表明：(1)模型尺度下采用湍流黏性理論模擬計算可以獲得與模型試驗結(jié)果相比相當不錯的結(jié)果，但模擬計算比較耗時，難以應(yīng)用于船型優(yōu)化；(2)盡管基于層流黏性理論模擬計算得到的船體總阻力（主要是粘性阻力

3、）不夠準確，但計算模擬的時間較短，能捕捉到準確的自由面形狀，壓阻力中包含了興波阻力和黏壓阻力，與船模試驗得到的船體剩余阻力一致；（3）對模型尺度與實船尺度的漁政船在粘性流計算中的壓阻力系數(shù)進行比較討論可知，兩者基本一致；（4）對船體壁面粗糙度對阻力影響進行了探討?；谏鲜鲅芯窟M展，首次提出基于CFD 理論的實用化實船阻力預報方法，即直接采用層流N-S 方程計算出實船尺度的壓阻力（系數(shù)），加上1957ITTC公式計算的實船尺度的平板摩擦阻