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螺旋桨对船舶操纵运动水动力影响的数值研究
1
作者 于子涵 邹早建 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期724-733,742,共11页
船-桨-舵相互作用是影响船舶操纵性能的重要因素之一。本文采用RANS方程求解方法并结合SST k-ω湍流模型,计及自由面兴波影响,螺旋桨用体积力法建模,数值模拟了带桨、舵的全附体集装箱船KCS船模的舵力试验、斜拖试验。为研究螺旋桨对操... 船-桨-舵相互作用是影响船舶操纵性能的重要因素之一。本文采用RANS方程求解方法并结合SST k-ω湍流模型,计及自由面兴波影响,螺旋桨用体积力法建模,数值模拟了带桨、舵的全附体集装箱船KCS船模的舵力试验、斜拖试验。为研究螺旋桨对操纵运动水动力的影响,分别对带螺旋桨和不带螺旋桨的船-舵系统进行计算,对比了船模水动力随漂角、舵角的变化情况。研究结果表明:带螺旋桨的船-舵系统的水动力和力矩对舵角的变化更加敏感;螺旋桨的运转主要增大了船艉部的横向力;在舵力试验和带舵角的斜拖试验中,螺旋桨对横向力、转艏力矩有显著的影响。 展开更多
关键词 船-桨-舵相互作用 全附体KCS船模 舵力试验 斜拖试验 RANS方法 SST k-ω湍流模型 体积力模型
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考虑侧壁效应修正的循环水槽船模斜航试验水动力计算 被引量：4
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作者 刘晗 马宁 顾解忡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期142-149,共8页
采用计算流体动力学技术,以KVLCC2船模为对象研究速度修正方法对斜航水动力修正的影响及其适用工况,并与循环水槽试验结果对比以验证速度修正方法的有效性;采用Tamura速度修正公式对宽阔水域的试验流速进行修正,将速度修正前后的水动力... 采用计算流体动力学技术,以KVLCC2船模为对象研究速度修正方法对斜航水动力修正的影响及其适用工况,并与循环水槽试验结果对比以验证速度修正方法的有效性;采用Tamura速度修正公式对宽阔水域的试验流速进行修正,将速度修正前后的水动力及流场特征与循环水槽斜航试验的计算结果进行对比.结果表明:Tamura速度修正公式在阻塞比为3.5%~5.0%时有效,阻塞比过大将会加大船体两侧流场流速的变化;循环水槽中船体两侧的压力分布与其在宽阔水域中的差别较大;速度修正方法会同时增大船体两侧的压力,因此,在一定的阻塞比范围内可以减小两者的水动力差异,但当阻塞比继续增大时会增大两者的水动力差异.同时,基于低速风洞试验的阻塞效应修正方法提出了低速肥大型船循环水槽斜航试验的横向水动力修正公式. 展开更多
关键词 循环水槽 斜航试验 侧壁效应 速度修正 数值计算
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基于两种螺旋桨建模方法的全附体船模斜拖试验数值模拟 被引量：3
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作者 刘义 邹早建 郭海鹏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期423-430,共8页
应用计算流体动力学(CFD)方法数值模拟约束模试验以获取船舶操纵水动力导数,是建立船舶操纵运动数学模型的有效方法.在数值模拟全附体约束模试验中,选定合适的螺旋桨建模方法,是既快速又准确地计算船体水动力的关键.应用CFD方法求解雷... 应用计算流体动力学(CFD)方法数值模拟约束模试验以获取船舶操纵水动力导数,是建立船舶操纵运动数学模型的有效方法.在数值模拟全附体约束模试验中,选定合适的螺旋桨建模方法,是既快速又准确地计算船体水动力的关键.应用CFD方法求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程,分别采用体积力法和基于实桨的滑移网格法对螺旋桨进行处理,数值模拟了全附体KCS船模的斜拖试验;通过水动力数值计算结果与基准试验数据的比较,验证了所采用的数值方法的可靠性.对两种螺旋桨建模方法的结果进行比较可以发现,综合考虑计算成本和计算精度,体积力法可以代替实桨方法进行全附体约束模斜拖试验数值模拟. 展开更多
关键词 斜拖试验 雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程 体积力法 滑移网格法
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喷水推进船模斜拖试验的数值模拟 被引量：1
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作者 罗晔 邹璐 +2 位作者 邹早建 刘小健 张晨亮 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第3期408-414,共7页
该文以某带四台喷水推进器的船模为研究对象,采用基于雷诺平均纳维-斯托克斯(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方程的计算流体力学(computationalfluiddynamics,CFD)方法对喷水推进船模在不同漂角下的斜拖试验进行数值模拟。在网... 该文以某带四台喷水推进器的船模为研究对象,采用基于雷诺平均纳维-斯托克斯(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方程的计算流体力学(computationalfluiddynamics,CFD)方法对喷水推进船模在不同漂角下的斜拖试验进行数值模拟。在网格收敛性分析的基础上,对比了三种湍流模型的计算结果后,选择Realizable k-ε模型模拟雷诺应力项,采用多重参考系(multiple reference frame,MRF)方法模拟喷水推进器内叶轮的旋转运动,数值计算得到作用在喷水推进船模上的水动力和力矩,并分析了流场特性。研究结果表明:采用文中数值方法模拟得到的水动力和力矩预报精度较理想;喷水推进器开启时,增大了船体上横向力,并降低了纵向力和转艏力矩;船底尾部表面压力分布、船尾自由面波形和尾流场速度分布等结果进一步显示了喷水推进器对流场的影响;在喷口高速水流的作用下,船尾自由面的波高稍微有所降低。 展开更多
关键词 喷水推进 斜拖试验 RANS 多重参考系 水动力性能
原文传递
采用MMG模型预报船舶的操纵性能 被引量：2
5
作者 冯会方 冯大奎 +1 位作者 张航 毛斌峰 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期291-300,共10页
针对KCS船模的操纵性能进行预报,求解4自由度的MMG方程.采用STAR-CCM+进行斜拖试验(OTT)和PMM仿真来获取水动力导数,仿真获取的水动力导数与相关试验值吻合良好.将仿真获取的水动力导数应用到MMG方程中来预报船舶的操纵性能.预报结果与... 针对KCS船模的操纵性能进行预报,求解4自由度的MMG方程.采用STAR-CCM+进行斜拖试验(OTT)和PMM仿真来获取水动力导数,仿真获取的水动力导数与相关试验值吻合良好.将仿真获取的水动力导数应用到MMG方程中来预报船舶的操纵性能.预报结果与试验值吻合良好,证明使用CFD方法获得船舶的水动力导数,然后求解MMG方程是可行的,并且可以较好地预报船舶的操纵性能.该方法可在船舶初步设计阶段用于获取船舶的操纵性能. 展开更多
关键词 操纵性 CFD 水动力导数 PMM OTT MMG模型
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