基于Star-CCM+的滑行艇水动力性能模拟计算

为研究滑行艇在波浪运动中的水动力性能,基于STAR-CCM+软件平台,使用VOF方法,结合RNG k?ε模型,通过求解Navier-Stokes方程,对水面滑行艇的直航运动进行数值模拟,得出滑行艇阻力随航速的变化情况及其升沉和纵摇随频率和波长变化的一般规律。将软件模拟值与船模试验值进行比较。研究结果表明:在STAR-CCM+平台上模拟水面滑行艇直航运动水动力性能具有可行性和准确性。

基于Fine／Marine的钝体滑行艇水动力性能的数值模拟

为了研究钝体滑行艇水动力性能和瞬态流场变化，基于Fine／Marine软件对3种不同形式的钝体滑行艇，在静水约束模式，纵倾角τ=3．0°，航速V=2．0m／s，钝体横向斜升角β=5°、10°、15°、20°共12种工况下，开展了钝体滑行艇三维数值模拟。计算收敛后，导出升阻力、周围瞬态流场变化、底部水相和压力分布等相关参数，结果表明，Fine／Matin软件模拟水动力特性是可行的，且内凹斜升型减阻效果最好，为后续滑行艇减阻方案设计提供参考依据。

倒V型槽道滑行艇船型的水动力性能研究

考虑到高速航行时常规双体滑行艇阻力较大且艇体兴波严重,以及三体滑行艇独特船型所带来的优异快速性和兴波小等优良水动力性能,文章借鉴三体滑行艇的工作原理并应用于双体滑行艇,创新性提出倒V型槽道滑行艇的概念,并进行艇型结构设计和CFD水动力分析。模拟计算结果表明该艇型具有高航速时阻力增加缓慢和纵倾角变化平缓等优点。

汲水斗对水面飞行器水动力性能的影响

[目的]基于数值和试验方法研究汲水斗不同状态下水面飞行器的水动力性能变化规律。[方法]首先,通过试验方法研究水面飞行器放下汲水斗时在不同速度及不同排水量下的水动力性能;然后,采用CFD数值方法求解不同速度下,无、收起和放下汲水斗3种情况下水面飞行器的黏性绕流场。[结果]结果显示,随着速度的增大,在相同汲水量下,水面飞行器的总阻力、升沉幅度均随之增大,纵倾角减小;随着汲水量的增大,其总阻力、纵倾角和升沉幅度增大;汲水斗放下时水面飞行器的总阻力明显增大,升沉增大,但纵倾角减小;汲水斗收起时对水面飞行器的水动力性能影响不大。[结论]所得研究结果对水面飞行器汲水斗的优化设计具有重要指导意义。

快艇船尾压浪板对快艇水动力性能的影响

文中通过对尾压浪板的水动力机理进行描述的基础上,阐述了其在提高船舶推进速度、减小滑行阻力和艏摇角度方面的作用和优势。

水上飞机水面起飞性能特性分析

水上飞机水面起飞性能是水上试飞的重要一环。以AG600飞机为研究平台,参考滑行艇和常规陆基飞机建模方法,修正水动力理论计算方法,基于Matlab/Simulink建立了水上飞机水面起飞的模型,与缩比模型高速水池拖曳实验数据进行对比,验证了模型的准确性,并对水面起飞性能进行了初步分析,对水上飞机水面试飞工作有一定的参考价值。

高速双体船船型对其水动力性能的影响

对高速双体船阻力耐波性能进行了试验研究。试验中用了两种基本船型－传统的滑行型和穿浪型。

基于CFD的滑行艇全航速段操纵性能研究

在全航速段航行的滑行艇其航态随航速变化剧烈,导致其操纵水动力性能非常复杂.目前滑行艇在全航速段操纵性能方面的研究并不多见,需要深入研究.文中针对某喷水推进滑行艇在不同航速段下的操纵水动力及其操纵航行性能问题开展研究,采用CFD(computational fluid dynamics)方法模拟计算在不同航速下的操纵水动力,并仿真其自航操纵试验,最后对影响滑行艇操纵运动的因进行分析.计算和仿真的结果表明,文中采用的方法能够较好地模拟、分析滑行艇的操纵航行性能,并得到了一些有用的结论.

潜艇近水面航行自由液面干扰效应数值研究

针对潜艇近水面航行艇体水动力呈现显著变化的问题,本文在验证数值计算方法可行性的基础上,开展不同潜深及航速下潜艇粘性流场的数值模拟,获取艇体阻力、垂向力及纵倾力矩随水深及航速的变化规律。模拟结果表明:潜深是影响潜艇近水面与深水状态水动力性能差异的决定性因素,当潜深与艇体直径的比值H/D≤1.3时,近水面效应显著;而当H/D≥2.9时,可认为潜艇水动力性能与深水状态无显著差异;近自由液面条件下(H/D≤1.3),潜艇所受阻力及垂向力系数随航速的增大均呈现明显波动现象,这主要是由于自由面的兴波干扰使得艇体表面压力变化所引起。

基于重叠网格的水陆两栖飞机静水滑行模拟

为探讨STAR-CCM+仿真软件处理水面飞行器在静水面滑行问题的可行性,采用重叠网格和欧拉VOF方法追踪气液二相交界面的动力学特性,获得相应的水动力性能,并将仿真计算结果与模型静水面滑行试验结果进行对比。结果表明,仿真结果与试验值吻合度较高,计算所捕捉到流场信息与实际试验现象呈现出了良好的一致性。从定性和定量的角度验证计算结果的可靠性,说明使用STAR-CCM+软件基于重叠网格方法进行水面飞行器静水面滑行仿真是可行的。

海军水面舰船多专业设计优化

虽然在许多工业领域，外形优化设计已经得到相当的重视，但是对于舰船水动力设计中的自动化方法运用，还没有达到同等成熟程度。尽管如此，采用数值工具，并结合现代计算流体力学(CFD)及优化方法，有助于船舶设计，能提高船舶运动性能，减少开发和建造费用。试图运用多专业设计优化(MDO)方法来改进一艘现有舰船的性能。在目前阶段，工作仅涉及与水动力优化相关的建模、开发和算法的实现等方面。对于一艘水面战斗舰艇——戴维·泰勒水池(DTMB)的5415模型船，进行了一个两专业设计问题的三目标功能的优化，并在MDO方法的框架内进行求解。用了一个简单的决策来引导Pareto优化求解，在所选择的设计中还运用了基于梯度的改进方法。

水面船舶与潜艇的水动力干扰研究

潜艇在近海面执行任务时易受海面过往船舶干扰。为了研究水面船超越在其下方航行的潜艇时它对潜艇水动力性能的干扰,论文以KVLCC2型油轮和SUBOFF型潜艇为研究对象,用计算流体力学(CFD)软件求解RANS方程。使用空间离散的结构化重叠网格技术,并进行了网格和时间步长不确定度分析。对不同工况下水面船超越潜艇过程进行了模拟。对于恒定航速的水面船和潜艇,研究两者垂向间距对潜艇受到的水动力干扰的影响。计算结果表明,水面船舶首、尾部流场的高压区域对潜艇水动力性能的影响较大,且随间距的增加而减弱。