船舶尾部伴流場的數(shù)值預(yù)報及尺度效應(yīng)研究.pdf

1、船體尾部流體的流動特性是研究船舶推進(jìn)性能的重要因素。船體周圍粘性流場的復(fù)雜性充分體現(xiàn)在尾部流動及伴流中，因此，在船舶的設(shè)計(jì)階段，準(zhǔn)確地預(yù)報、評價船舶尾部伴流場至關(guān)重要。一般的船模試驗(yàn)只能滿足傅汝德數(shù)相似，而模型尺度與實(shí)尺度的雷諾數(shù)卻相差比較大，所以存在尺度效應(yīng)的問題。目前尚缺乏針對不同船型特點(diǎn)的尺度修正方法。本文對船后流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，并研究了尺度效應(yīng)對船尾伴流場的影響。研究過程中主要使用ANSYS ICEM CFD和STAR-CCM

2、+軟件，并以AUTO CAD、CATIA、TECPLOT以及ORIGIN等軟件為輔助。
　　文章采用 CFD的計(jì)算方法對船舶尾部伴流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。選擇標(biāo)準(zhǔn)船型KRISO的3600TEU集裝箱船KCS船體為研究對象，在STAR-CCM+計(jì)算中采用SST k-ω湍流模型，通過與試驗(yàn)值的對比，誤差在可接受范圍內(nèi)，證明了本文所采用的研究方法的可靠性。計(jì)算共選取了九個不同縮尺比的模型（其中包括實(shí)尺度的計(jì)算），計(jì)算得到船后速度場的分布圖以

3、及螺旋槳盤面處的伴流等值線圖，著重對比分析了不同縮尺比下KCS船體螺旋槳盤面處的伴流場分布、各半徑處的伴流分?jǐn)?shù)、伴流周向平均值及伴流梯度、船尾區(qū)域速度場分布、船體流線分布等，探討了尺度效應(yīng)對船舶尾部伴流場（主要考慮軸向伴流分?jǐn)?shù)）的影響。
　　文章最后對實(shí)船伴流場的預(yù)報提供了一種非常規(guī)方法。將模型尺度下的船體尾部進(jìn)行幾何變形，以期獲得與實(shí)船伴流場更一致的效果。本文設(shè)計(jì)了一條不完全幾何相似的船體模型，即僅僅將船體的尾部形狀進(jìn)行修改，而