發(fā)布時間：2020-11-06 18:36

　　 船舶是世界能源的重要搬運工,航運市場價值實現(xiàn)的載體,同時也是重度能源依賴型機械,船舶節(jié)能已經(jīng)涉及到船舶制造過程的每一個環(huán)節(jié)。但是,面對當今低迷的海運市場,新造船數(shù)量在逐年遞減,對現(xiàn)代船舶的減阻節(jié)能研究成為一大熱點。目前有眾多減阻方法應用在船舶上,比如肋條減阻法、氣幕減阻法、氣泡減阻法和高分子聚合物添加劑減阻法等等,其中技術難度不一,有的改變船舶航行狀態(tài),有的在船體增加物質(zhì)或者附體結構,最終達到減阻節(jié)能的效果。首先借鑒滑行艇中常用的減阻附體——壓浪板,對其作了一系列的研究,提出了多種不同壓浪板形式,依托目前阻力預報應用較廣的數(shù)值模擬仿真技術,利用CFD商用軟件STAR-CCM+分別進行數(shù)值模擬分析。首先通過KCS標準船型的數(shù)值模擬驗證計算軟件和相關方法的可行性和精確度,然后探討了不同形式的壓浪板在不同尺度參數(shù)下對船舶阻力性能的影響。然后對船舶的快速性能有較高要求的消防船船型為壓浪板的安裝載體,在數(shù)值仿真過程中對壓浪板的形狀進行優(yōu)選,并針對最優(yōu)形狀的相關尺度參數(shù)(包括長度、寬度和角度)進行優(yōu)化分析,得到減阻率最高的最優(yōu)壓浪板,并對其減阻機理和減阻效果進行了較為詳細的剖析,接著簡要探究了最優(yōu)壓浪板與雙尾鰭共同作用下對船舶航行阻力性能的影響,并取得了較好的減阻效果。最后利用STAR-CCM+,對船舶航行時的阻力進行準確預報,在一系列壓浪板作用效果的研究過程中,得到了加裝不同形式壓浪板后船舶阻力性能的規(guī)律性變化,該規(guī)律對中高速船舶安裝壓浪板后的阻力預報具有通用的指導意義和借鑒作用以及較高的工程應用價值。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U663
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 壓浪板的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作
2 CFD數(shù)值模擬相關理論
    2.1 流體運動的控制方程
    2.2 控制方程的離散方法
    2.3 網(wǎng)格劃分理論
    2.4 湍流數(shù)值模擬
        2.4.1 直接數(shù)值模擬
        2.4.2 雷諾平均模擬
        2.4.3 大渦數(shù)值模擬
    2.5 VOF兩相流模型
        2.5.1 歐拉法
        2.5.2 界面捕捉兩相VOF
    2.6 邊界條件
        2.6.1 壁面邊界條件
        2.6.2 入口邊界條件
        2.6.3 出口邊界條件
        2.6.4 對稱邊界條件
    2.7 本章小結
3 船舶阻力性能計算
    3.1 KCS船阻力計算驗證
    3.2 船舶建模
        3.2.1 船體幾何建模
        3.2.2 流域建立
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 阻力性能計算
        3.4.1 數(shù)值模擬阻力計算
        3.4.2 數(shù)值模擬驗證 1957 ITTC公式
    3.5 本章小結
4 壓浪板形狀及尺寸參數(shù)對船舶阻力性能的影響
    4.1 壓浪板形狀對船舶阻力的影響
        4.1.1 平面型壓浪板對船舶阻力的影響
        4.1.2 曲面型壓浪板對船舶阻力的影響
    4.2 壓浪板長度對船舶阻力的影響
    4.3 壓浪板寬度對船舶阻力的影響
    4.4 壓浪板角度對船舶阻力的影響
    4.5 本章小結
5 安裝最優(yōu)壓浪板船減阻性能分析
    5.1 安裝最優(yōu)壓浪板船的阻力計算分析
    5.2 減阻性能分析
        5.2.1 最優(yōu)壓浪板的減阻機理分析
        5.2.2 最優(yōu)壓浪板的減阻效果分析
    5.3 壓浪板在雙尾鰭消防船上的應用簡介
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝

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本文編號：2873512