船舶阻力計算及三體船片體布局優(yōu)化研究.pdf

1、船舶快速性是船舶重要的航行性能之一，快速性對高性能船舶具有更加重要的意義，高速三體船是一種高性能船型，同常規(guī)單體船相比，在降低興波阻力性能方面具有很大的優(yōu)勢，但是影響高速三體船興波阻力的因素很多，特別是片體布局對興波阻力的影響。早在18世紀(jì)中期，人們就開始采用船模實驗的方法計算船舶阻力的大小，隨著計算數(shù)學(xué)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算流體動力學(xué)逐漸成為研究船舶阻力性能的有效工具。在此背景下，本文采用計算流體動力學(xué)方法對靜水狀態(tài)下的桁架式S

2、PAR平臺、DTMB5415模型和高速三體船的阻力性能進(jìn)行了研究。本文的具體工作如下：
　　 首先，本文采用船模實驗和粘流數(shù)值模擬兩種方法計算了桁架式SPAR平臺在靜水濕拖狀態(tài)下的阻力性能，粘流數(shù)值模擬的結(jié)果與實驗結(jié)果較為接近，說明采用粘流數(shù)值模擬的方法計算復(fù)雜海洋結(jié)構(gòu)物的阻力性能是可行的。文中還通過采用疊模計算的方法，對桁架式SPAR平臺的阻力成分進(jìn)行了分析，結(jié)果表明興波阻力和粘壓阻力是濕拖阻力的主要組成部分。最后分析了桁架式

3、SPAR平臺的垂蕩板間的壓力和速度變化以及桁架式SPAR平臺的首尾流場。
　　 接著，采用Michell興波阻力公式和粘流數(shù)值模擬兩種方法對DTMB5415模型的阻力性能進(jìn)行了研究，并將計算結(jié)果與公開的船模實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，粘流數(shù)值模擬方法在計算精度方面具有明顯的優(yōu)勢，并且該方法對近船區(qū)域的流場捕捉也比較準(zhǔn)確。
　　 最后，本文采用粘流數(shù)值模擬方法計算了高速三體船在八種片體布置狀態(tài)下的阻力性能，并從波高分布、