雙尾船粘性流場數(shù)值模擬.pdf

1、與傳統(tǒng)船型相比，上世紀(jì)八十年代初開發(fā)的雙尾船型由于具有阻力性能好、推進(jìn)效率高、船體振動(dòng)小、操縱性能好及尾部下沉小等優(yōu)點(diǎn)，已成為長江快速客船的主力船型之一，且在沿海貨船、江海直達(dá)集裝箱船、淺水急流機(jī)動(dòng)駁船、推船、渡船及化學(xué)品運(yùn)輸船等類船上被廣泛采用。經(jīng)過二十多年的的研究，雙尾船的設(shè)計(jì)與開發(fā)已取得了長足的進(jìn)展。 本文依托于交通部西部開發(fā)辦的“赤水河航運(yùn)新船型研究”項(xiàng)目，對(duì)該研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)的雙尾船進(jìn)行粘性流場的數(shù)值模擬。此類淺吃水、大方

2、形系數(shù)、大B/T的雙尾船型，粘性流場的數(shù)值計(jì)算頗為棘手，尾部的網(wǎng)格生成及數(shù)值處理尤為困難，迄今缺乏有關(guān)算例和文獻(xiàn)。 文中利用商業(yè)軟件FLUENT，在不考慮興波影響下，對(duì)各航速下的雙尾船粘性流場進(jìn)行數(shù)值模擬。注意到此類船型尾部幾何形狀復(fù)雜、流場變化急劇，尤其是艉鰭附近局部曲率變化很大，不便采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，故實(shí)際計(jì)算中采用結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)混合型網(wǎng)格。為了減少網(wǎng)格單元的數(shù)量、提高計(jì)算精度并改善收斂性，在計(jì)算區(qū)域主體采用自適應(yīng)的H-C型結(jié)構(gòu)網(wǎng)

3、格，僅在艉鰭附近的局部區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。計(jì)算網(wǎng)格由代數(shù)方法生成，并經(jīng)橢圓型網(wǎng)格生成器優(yōu)化，以提高正交性和光滑度。前處理生成的網(wǎng)格以mesh文件輸出，再將輸出文件導(dǎo)入FLUENT。采用k-ε紊流模式及Launder和Spalding提出的壁函數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了該雙尾船船體粘性阻力及速度、切應(yīng)力的等值線分布等結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表明：粘性阻力系數(shù)計(jì)算值和由船模試驗(yàn)(1+k)值及波形測量與波形分析計(jì)算得到的粘性阻力系數(shù)比較接近。 本文