船舶阻力及粘性流場的數(shù)值模擬.pdf

1、當前船舶阻力的預測大多數(shù)是用經(jīng)驗公式來估算，或者做模型試驗換算到實船阻力。前者有估算不準且得不到船舶周圍流場的實際情況，而后者雖能較準確的估算實船的總阻力，但依然對船舶的周圍流場、尾流場不能精確描述。而且模型試驗還受到模型尺寸等實際因素制約不能進行特殊情況下的試驗。模型試驗還花費巨大以至增加了造船成本。 隨著計算機的快速發(fā)展，船舶計算流體力學(簡稱CFD)方法在計算能力和實用化方面都發(fā)生了深刻的變化。其計算船舶的阻力和模擬周圍流

2、場的流動細節(jié)的功能越來越強，精度上基本能達到工程應用要求，而且花費較模型試驗少很多。 本文采用目前廣泛應用的商業(yè)計算流體力學通用軟件FLUENT數(shù)值模擬具有自由液面的船舶的粘性流場，自由液面采用VOF(Volume Of Fluid)法進行處理。計算對象是已經(jīng)做過詳細試驗，比較成熟的系列60船型。通過大量的試算，選取一個合適的湍流模式，并確定湍流參數(shù)。將計算結果與經(jīng)驗公式估算結果和模型試驗結果進行比較，給出波高、速度矢量等計算值

3、。然后參考這一算例，又模擬計算了一條實尺度油船的摩擦阻力和粘性流場。 數(shù)值計算模擬結果表明，F(xiàn)LUENT可以比較精確的預報船舶的摩擦阻力。對于小尺度的船模，預報的總阻力相差在20％以內。VOF法可以較好的反映出船體興波情況。通過與無自由液面的結果比較，清晰的顯示出自由液面對船舶粘性流場的影響。而且真實的模擬出實尺度船舶流場的壓力、流線情況。 這為商業(yè)計算流體力學軟件FLUENT在計算具有自由表面的船舶阻力方面和其他性能研