基于CFD的船舶阻力計(jì)算與預(yù)報(bào)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(yùn)輸效率，節(jié)約能源，也直接關(guān)系到船舶的經(jīng)濟(jì)性能。船舶阻力性能評(píng)估是船型優(yōu)化的重要依據(jù)，阻力的預(yù)報(bào)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(jì)算和預(yù)報(bào)研究同時(shí)具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程實(shí)用價(jià)值。 本文系統(tǒng)地回顧和總結(jié)了船舶阻力理論計(jì)算的發(fā)展歷程和研究進(jìn)展，詳細(xì)介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外船舶CFD的發(fā)展趨勢(shì)和阻力預(yù)報(bào)方法，采用CFD理論計(jì)算手段，基于層流、湍流等理論對(duì)

2、航行船體的阻力進(jìn)行了計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)行阻力成分分析，與模型試驗(yàn)中獲得的剩余阻力等各成分進(jìn)行了比較和分析，對(duì)船體壁面粗糙度對(duì)阻力影響進(jìn)行了探討，提出基于CFD理論的實(shí)船阻力預(yù)報(bào)方法。 研究表明：(1)模型尺度下采用湍流黏性理論模擬計(jì)算可以獲得與模型試驗(yàn)結(jié)果相比相當(dāng)不錯(cuò)的結(jié)果，但模擬計(jì)算比較耗時(shí)，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(jì)算得到的船體總阻力（主要是粘性阻力

3、）不夠準(zhǔn)確，但計(jì)算模擬的時(shí)間較短，能捕捉到準(zhǔn)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(yàn)得到的船體剩余阻力一致；（3）對(duì)模型尺度與實(shí)船尺度的漁政船在粘性流計(jì)算中的壓阻力系數(shù)進(jìn)行比較討論可知，兩者基本一致；（4）對(duì)船體壁面粗糙度對(duì)阻力影響進(jìn)行了探討?；谏鲜鲅芯窟M(jìn)展，首次提出基于CFD 理論的實(shí)用化實(shí)船阻力預(yù)報(bào)方法，即直接采用層流N-S 方程計(jì)算出實(shí)船尺度的壓阻力（系數(shù)），加上1957ITTC公式計(jì)算的實(shí)船尺度的平板摩擦阻