多块结构化网格在含附体水面船模粘性流场数值计算中的应用 被引量：13

1

作者 常煜 张志荣 赵峰 《船舶力学》 EI 2004年第1期19-25,共7页

本文使用RANS方程和剪切应力输运k-棕模型求解含附体的水面船舶粘性流场。整个计算域被分成很多区块,各个区块单独生成结构化网格,在包含不同附体部件的区块之间,网格是不匹配的,交界面处各流场变量由插值计算传递。计算中没有考虑自由... 本文使用RANS方程和剪切应力输运k-棕模型求解含附体的水面船舶粘性流场。整个计算域被分成很多区块,各个区块单独生成结构化网格,在包含不同附体部件的区块之间,网格是不匹配的,交界面处各流场变量由插值计算传递。计算中没有考虑自由液面的影响。从最后计算得到的桨盘面伴流分布结果来看,数值计算较好地反映了桨盘面流场的特征。 展开更多

关键词 船舶 粘性流场 流体力学 多块结构化网格 附体 标称伴流分布

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基于SPIV的船体附着冰对尾流场影响试验研究 被引量：9

2

作者 骆婉珍 郭春雨 +1 位作者 吴铁成 苏玉民 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期738-748,共11页

以76000DWT 1B级冰区加强型巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对船舶的敞水标称伴流场进行了测量,测量结果精细地展现了舭涡、螺旋桨毂帽涡以及"钩状"速度等值线结构,... 以76000DWT 1B级冰区加强型巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对船舶的敞水标称伴流场进行了测量,测量结果精细地展现了舭涡、螺旋桨毂帽涡以及"钩状"速度等值线结构,其流场特性与KVLCC,JBC等U型尾肥大型船舶尾流场特性符合.最后,应用SPIV(2D-3C PIV)测量系统对船体具有模型冰附着条件下进行了尾部标称伴流场测量,并对轴向速度分布,速度矢量分布、旋转强度、涡量以及流线等进行了分析.结果表明:冰载荷的附着使船舶尾部区域产生相当于附着冰厚度的"虚拟厚度","虚拟厚度"的存在破坏了原有的优秀线型设计,使船舶表现为整体宽V型的非最优尾部.船底及舷侧附着冰的存在,导致裸船体航行时产生的尾部伴流场受到干扰,船壳附近湍流边界层结构被破坏,模型冰的非流线型外形使得冰后产生复杂涡系,多涡系相互干扰导致产生混乱的涡结构. 展开更多

关键词 船体附冰 模型冰 标称伴流场 流场特性 PIV测量技术

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肥大船标称伴流的影响因素研究

3

作者 车霖源 闫磊 殷晓俊 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期198-204,共7页

以肥大型散货船为研究对象,对其标称伴流进行数值模拟,研究船型特征对标称伴流的影响。通过已获得伴流试验数据的若干船型确定数值模拟策略,在此基础上对27条目标船型开展数值模拟研究,获得各船型的标称伴流。应用聚类分析算法,得到3个... 以肥大型散货船为研究对象,对其标称伴流进行数值模拟,研究船型特征对标称伴流的影响。通过已获得伴流试验数据的若干船型确定数值模拟策略,在此基础上对27条目标船型开展数值模拟研究,获得各船型的标称伴流。应用聚类分析算法,得到3个类别的伴流。建立线型特征的计算方法,用船舶尾部横剖面和水线面的线型特征分析伴流类别和伴流数值。研究结果表明,桨前水线面的组合形式对伴流的影响显著,回归分析可准确预报平均伴流值。 展开更多

关键词 肥大船 标称伴流 聚类分析 回归分析 开源软件OpenFOAM

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排水型船标称伴流的数值模拟与分析 被引量：1

4

作者 王文全 汤佳敏 +1 位作者 王诗洋 张祥瑞 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期690-699,共10页

本文分析了集装箱船和散货船的船舶阻力和标称伴流的性能。采用CFD方法比较网格分布模式和湍流模型等影响因素,并将计算结果与实验值进行了比较。通过分析三种网格方案和两种湍流模型的结果,得到计算标称伴流的最优方案。以某散货船的... 本文分析了集装箱船和散货船的船舶阻力和标称伴流的性能。采用CFD方法比较网格分布模式和湍流模型等影响因素,并将计算结果与实验值进行了比较。通过分析三种网格方案和两种湍流模型的结果,得到计算标称伴流的最优方案。以某散货船的标称伴流为例进行计算,得到“钩状”伴流。同时,对“钩状”伴流产生的原因进行了较好的分析。预测结果表明:VOF两相流模型的船体阻力计算值与实验值有很好的一致性;集装箱船标称伴流场的轴向伴流、切向伴流与径向伴流的计算值与实验值吻合较好,变化趋势保持一致,验证了本方法设置的可行性。 展开更多

关键词 CFD 船舶阻力 标称伴流 “钩状”伴流

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标称伴流尺度效应的数值模拟 被引量：1

5

作者 许晶 周连第 高秋新 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1998年第4期481-490,共10页

本文针对标称伴流场进行研究,计算航母M8503的尾流场,在桨盘面内对三维速度进行插值,更加直观地绘出桨盘面的标称伴流分布,并计算出周向平均伴流的径向分布,又在整个桨盘面上对伴流积分,得出平均伴流分数,并且对不同的积分方法所得的计... 本文针对标称伴流场进行研究,计算航母M8503的尾流场,在桨盘面内对三维速度进行插值,更加直观地绘出桨盘面的标称伴流分布,并计算出周向平均伴流的径向分布,又在整个桨盘面上对伴流积分,得出平均伴流分数,并且对不同的积分方法所得的计算结果作比较。同时又针对不同量级的雷诺数作了计算,并分析雷诺数对标称伴流带来的影响。 展开更多

关键词 标称伴流 船尾流场 尺度效应 数值模拟

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基于SPIV的船舶标称伴流场受装载状态影响的试验研究 被引量：3

6

作者 吴铁成 郭春雨 +2 位作者 骆婉珍 赵大刚 佘文轩 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期98-107,共10页

论文以某76000 DWT巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(ParticleImage Velocimetry,简称PIV)技术对设计吃水与压载吃水装载状态下船舶的标称伴流场进行了测量,测量结果精细的展现了舭涡、假毂毂帽涡以及"钩状"... 论文以某76000 DWT巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(ParticleImage Velocimetry,简称PIV)技术对设计吃水与压载吃水装载状态下船舶的标称伴流场进行了测量,测量结果精细的展现了舭涡、假毂毂帽涡以及"钩状"速度等值线结构,其流场特性与KVLCC,JBC等U型艉肥大型船舶艉流场特性符合。最后,对设计吃水与压载吃水工况下船舶标称伴流场进行了轴向速度分布,速度矢量分布、旋涡强度、涡量以及流线等对比分析。结果表明:桨盘面内流场受船舶装载状态影响较大,外流场区域受装载状况影响较弱。设计吃水状态下螺旋桨盘面舭涡呈现"圆形"而压载吃水状态呈现为"耳形"且设计吃水状态涡量较大。另外,不同装载状态下舭涡与假毂毂帽涡的旋涡中心不同。 展开更多

关键词 PIV测量技术 标称伴流场 压载吃水 舭涡 毂帽涡

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艇模水下伴流测量方法试验

7

作者 汪小翔 许靖锋 +1 位作者 李徐 廉滋鼎 《船海工程》 北大核心 2017年第1期32-36,共5页

对某艇模进行水下快速性试验,分析得到其自航状态下的实效伴流分数,采用三维伴流测试系统对其艉流场进行伴流测量,得到其标称伴流及三向伴流分布。结果表明,艇模桨盘面处伴流以轴向伴流为主,内半径在艉舵之间产生了范围较大的轴向高伴流... 对某艇模进行水下快速性试验,分析得到其自航状态下的实效伴流分数,采用三维伴流测试系统对其艉流场进行伴流测量,得到其标称伴流及三向伴流分布。结果表明,艇模桨盘面处伴流以轴向伴流为主,内半径在艉舵之间产生了范围较大的轴向高伴流区,而外半径在舵后产生了范围较小的小伴流峰,且由于螺旋桨的抽吸作用,导致桨盘面处流速增大,因而实效伴流小于标称伴流。 展开更多

关键词 艇模 水下快速性 实效伴流 标称伴流

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双臂轴支架的剖面形状和安装角度对船舶伴流场的影响 被引量：10

8

作者 王展智 熊鹰 +1 位作者 刘志华 姜治芳 《中国舰船研究》 2012年第4期23-29,共7页

水面船舶的艉部附体不但影响船舶阻力,而且对螺旋桨盘面处的伴流场也会产生较大影响。以某大型四桨两舵水面船舶为研究对象,不考虑自由液面的影响,采用RANS方法对船体带附体的三维粘性流场进行数值模拟,重点分析双臂轴支架的剖面形状和... 水面船舶的艉部附体不但影响船舶阻力,而且对螺旋桨盘面处的伴流场也会产生较大影响。以某大型四桨两舵水面船舶为研究对象,不考虑自由液面的影响,采用RANS方法对船体带附体的三维粘性流场进行数值模拟,重点分析双臂轴支架的剖面形状和安装角度的变化对船舶粘性阻力和标称伴流场的影响。经研究发现,依据轴支架前方流场速度矢量的方向来确定双臂轴支架的安装角度是工程上比较实用的做法。 展开更多

关键词 双臂轴支架 剖面形状 安装角度 数值计算 粘性阻力 标称伴流场

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短波中标称伴流场特性分析 被引量：2

9

作者 郭春雨 刘恬 +1 位作者 赵庆新 郝浩浩 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期170-178,共9页

以KCS标准船型为研究对象,采用RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方法对KCS约束模型在规则短波航行下标称伴流场进行了数值计算,并针对标称伴流场在短波中时历周期性变化的规律和特性进行了分析.计算结果表明:短波顶浪下的轴向标... 以KCS标准船型为研究对象,采用RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方法对KCS约束模型在规则短波航行下标称伴流场进行了数值计算,并针对标称伴流场在短波中时历周期性变化的规律和特性进行了分析.计算结果表明:短波顶浪下的轴向标称伴流分数满足与入射波相似的周期性变化规律,单个波浪遭遇周期下的波浪伴流分数变化占比相对较小,但影响不可忽略;波浪伴流分数为负值时其主要原因为流体质点发生沿波浪传递方向的波漂移,其值近似为总平均流量;当波峰波谷位于螺旋桨盘面处时,轴向标称伴流场变化最为明显,且变化程度受波陡影响最大,而波长的减小对桨盘面下方区域的影响更为明显. 展开更多

关键词 标称伴流场 短波 伴流分数 波浪伴流场 质量迁移 数值计算

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模型冰尺寸对船舶尾流场影响的PIV试验研究 被引量：3

10

作者 骆婉珍 郭春雨 +1 位作者 吴铁成 苏玉民 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期80-86,共7页

以76000DWT 1B级冰区加强型巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(PIV)技术对船舶的敞水标称伴流场及船体具有不同尺寸模型冰(5cm×5cm×2cm,10cm×10cm×2cm,15cm×15cm×2cm)附着条件下尾部标... 以76000DWT 1B级冰区加强型巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(PIV)技术对船舶的敞水标称伴流场及船体具有不同尺寸模型冰(5cm×5cm×2cm,10cm×10cm×2cm,15cm×15cm×2cm)附着条件下尾部标称伴流场进行了测量,模型冰选取聚乙烯泡沫挤塑板.并对轴向速度分布、速度矢量分布及流线等进行了分析.研究结果表明:船底及舷侧附着冰的存在,导致裸船体航行时产生的艉部伴流场受到干扰,船壳附近湍流边界层结构被破坏,附着冰状态下均表现为较高的平均伴流值,敞水工况下的平均伴流值、15cm模型冰工况下的平均伴流值、10cm模型冰工况下的平均伴流值、5cm模型冰工况下的平均伴流值呈现依次递增的情况. 展开更多

关键词 船体附冰 模型冰 标称伴流场 流场特性 PIV测量技术

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肥大型U尾船舶标称伴流特性SPIV试验研究 被引量：2

11

作者 郭春雨 吴铁成 +1 位作者 骆婉珍 龚杰 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期71-75,共5页

应用适用于大型拖曳水池的拖曳水下立体粒子图像测速（SPIV）测量系统,对某肥大型U尾船舶进行了螺旋桨盘面处标称伴流特性试验.基于立体粒子图像测速技术,获得了桨盘面处标称伴流速度场、湍动能和雷诺应力等湍流特征,以及涡量、漩涡结... 应用适用于大型拖曳水池的拖曳水下立体粒子图像测速（SPIV）测量系统,对某肥大型U尾船舶进行了螺旋桨盘面处标称伴流特性试验.基于立体粒子图像测速技术,获得了桨盘面处标称伴流速度场、湍动能和雷诺应力等湍流特征,以及涡量、漩涡结构等漩涡特征.测量结果展现了＂钩状＂伴流场速度分布、舭涡、毂帽涡分布,与尾部相似的U型特征湍动能、雷诺应力等湍流特征分布,以及舭涡、毂帽涡涡量值与涡结构分布,船舶伴流场特性与KVLCC/KVLCC2等U型尾肥大型船舶尾流场特性符合.最后,应用计算流体动力学（CFD）方法对双涡结构生成、传递等演化过程进行了辅助分析,印证了螺旋桨盘面处舭涡、毂帽涡双涡特征的来源;结合CFD涡流演变特征与试验测量结果总结了伴流流动特征,SPIV测量结果清晰展示了肥大型U尾船舶的标称伴流特征. 展开更多

关键词 立体粒子图像测速 标称伴流场 舭涡 毂帽涡 U型尾

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KCS标称伴流场的尺度效应数值分析 被引量：2

12

作者 张海鹏 张东汗 +2 位作者 郭春雨 王恋舟 刘恬 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-7,共7页

为了研究标称伴流场的尺度效应,对不考虑自由液面效应的KCS船的粘性绕流场进行研究,并基于RANS方法和SST k-ω模型对包含实尺度的7种不同尺度下的标称伴流场进行数值计算。然后,将模拟结果与试验数据进行对比,进一步分析标称伴流场的尺... 为了研究标称伴流场的尺度效应,对不考虑自由液面效应的KCS船的粘性绕流场进行研究,并基于RANS方法和SST k-ω模型对包含实尺度的7种不同尺度下的标称伴流场进行数值计算。然后,将模拟结果与试验数据进行对比,进一步分析标称伴流场的尺度效应。结果显示:各半径处平均轴向伴流分数的倒数与雷诺数的对数呈正相关;KCS裸船体桨盘面处的标称伴流场存在2个伴流峰,且伴流峰值会随雷诺数的增加而减小,有利于减小螺旋桨的空泡和激振力;小尺度模型的尺度效应更为明显,且内半径处的平均轴向伴流分数尺度效应问题比外半径处的更为严重。 展开更多

关键词 标称伴流场 尺度效应 KCS 数值计算

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一种外旋蜗尾船型的势伴流场数值模拟与分析 被引量：1

13

作者 程尔升 吴建财 陈材侃 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1993年第6期144-148,共5页

采用涡环栅格法并结合Hess-Smith方法,建立了一种计算任意三维物体统流的源汇-偶极子复合奇点法,提出了蜗尾船型势流场的计算模型.对长江优秀船型东方红11号(DO11)及其外旋蜗尾改型进行了计算,结果表明:DO11外蜗改型船桨盘面处的周向和... 采用涡环栅格法并结合Hess-Smith方法,建立了一种计算任意三维物体统流的源汇-偶极子复合奇点法,提出了蜗尾船型势流场的计算模型.对长江优秀船型东方红11号(DO11)及其外旋蜗尾改型进行了计算,结果表明:DO11外蜗改型船桨盘面处的周向和径向合成伴流计算结果与流场测量结果定性一致. 展开更多

关键词 船舶 外旋蜗尾 势伴流 数值模拟

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DTMB 5415船绕流场数值研究

14

作者 陈志明 伍斯杰 黄晓恒 《广东造船》 2018年第3期17-20,71,共5页

本文以DTMB 5415船为研究对象,应用基于URANS方法的CFD方法进行DTMB 5415船设计状态下船舶绕流场研究,其中湍流模型应用SST模型,自由液面捕捉应用VOF方法;应用CFD方法对船舶阻力性能、自由表面兴波、船舶螺旋桨盘面处的标称伴流场以及... 本文以DTMB 5415船为研究对象,应用基于URANS方法的CFD方法进行DTMB 5415船设计状态下船舶绕流场研究,其中湍流模型应用SST模型,自由液面捕捉应用VOF方法;应用CFD方法对船舶阻力性能、自由表面兴波、船舶螺旋桨盘面处的标称伴流场以及尾部轴向速度场等进行数值模拟与分析;将设计状态下DTMB 5415船绕流场数值模拟值与实验值对比,其船舶阻力、自由表面兴波、螺旋桨盘面标称伴流场等的良好吻合证明了网格与数值方法的正确性。本文还对船舶尾部不同截面绕流场边界层厚度以及整船边界层分布进行了研究且与实验值进行了对比。 展开更多

关键词 船舶绕流场 自由表面波形 标称伴流场 DTMB5415船 CFD

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