2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本課題來源于國家科技攻關(guān)863項目‘高速氣泡船船型研究’,主要工作是在項目組人員前期的數(shù)值模擬工作基礎(chǔ)上,結(jié)合船模試驗(yàn),對一內(nèi)河高速艇(過渡級艇),在保證排水量D及船長L不變的條件下,改變其尾部橫剖面面積曲線,利用Fluent軟件對不同尾部形狀的氣泡船黏性流場進(jìn)行數(shù)值模擬,得到船體粘壓阻力、摩擦阻力、船底氣泡濃度分布等流場信息。 減阻提速、降低耗能是船舶設(shè)計研究人員的主要目標(biāo)之一,通過線型優(yōu)化減少剩余阻力是目前的主要手段。而對多

2、數(shù)水面和水下航行物而言,摩擦阻力所占的比例較大,所以減小摩擦阻力有望成為更有效的手段。摩擦阻力是由船舶濕面積、周圍流體以及流體的流動決定,而濕面積一般難以改變,因此減小摩擦阻力不外乎兩條途徑:一是減小船體附近介質(zhì)的粘性系數(shù),二是改變船體附近流動即邊界層的湍流結(jié)構(gòu)。而微氣泡恰好可能會從這兩條途徑達(dá)到減阻的目的。 橫剖面面積曲線的形狀,特別是尾部形狀對高速艇快速性能有著重要影響,一般來說,速度越高,尾部越豐滿,阻力性能越好。但是,豐

3、滿的尾部會導(dǎo)致螺旋槳直徑受限或存在較大的軸線縱傾角,為了增大槳的直徑或減小軸線角度,可以采取船體尾部上抬,以壓浪板控制航態(tài)的辦法獲得較好的快速性能。對高速氣泡船,由于尾部橫剖面面積曲線的變化,導(dǎo)致氣泡在船底尾部的分布也不同,從而影響減阻效果。本文采用歐拉方法的混合兩相流模型及標(biāo)準(zhǔn)k—ε湍流模型對三種氣泡船船型在噴氣與不噴氣兩種情況下進(jìn)行數(shù)值模擬,探討不同的尾部橫剖面面積曲線對氣泡減阻的影響規(guī)律以及尾部橫剖面面積曲線的變化對氣泡減阻的有利

4、影響是否與無氣泡時對快速性影響規(guī)律相同。計算不噴氣狀態(tài)時,選用標(biāo)準(zhǔn)k—ε湍流模型及標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù),考慮重力作用。噴氣狀態(tài)下,采用mixture混合相模型,其中水為基本相,微氣泡為第二相。 通過數(shù)值模擬,得到了無氣泡時,尾部形狀變化對阻力性能的影響;噴氣狀態(tài)下,對不同來流速度及氣流量組合的計算,分析了速度和噴氣量對減阻效果的影響,其中原型的計算結(jié)果與試驗(yàn)比較吻合;在同航速及氣流量下,對不同船型的減阻效果進(jìn)行比較,結(jié)果表明:在保證排水

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