基于数值计算的船舶阻力预报研究

航速指标与船舶线型有关,对此可通过数值计算方法来预估船舶阻力。该方法是利用NAPA软件进行三维建模,并导入到数值计算软件STAR-CCM+中,计算在不同航速下的船舶阻力与波形,从而优化船舶的阻力性能,为保证船舶的总体性能提供技术依据。

基于STAR-CCM+的空投气垫船静水阻力特性研究

通过CATIA建立空投气垫船的三维模型,利用STAR-CCM+计算流体软件对空投气垫船的流场进行数值模拟,采用重叠网格策略对虚拟拖曳池流场进行网格划分,且由于空投气垫船在航行过程中涉及到空气和水介质,因此在模拟中选择多相流和VOF模型用来模拟自由界面。计算该模型在静水中不同航速下的兴波、水气两相分布情况及总阻力等水动力性能的变化规律,验证了STAR-CCM+平台对空投气垫船静水航行状态以及总阻力数值模拟的可靠性和有效性。

水上飞机起飞历程的水动力特性研究

水上飞机能够在水面高效起降得益于船体布局的精细化设计,而深入掌握水上飞机的水面起飞滑行规律对于飞机的研制至关重要。采用水池拖曳试验和数值模拟方法两种研究方法探寻流动机制,分析大型两栖水上飞机滑行过程中的水动力特性。结果表明:利用计算流体动力学技术可以较为精确地模拟复杂外形的两相流耦合六自由度运动,与水池拖曳试验的流场形态和模型动力学特性吻合,在起飞全过程中阻力误差均在10%以内;对于带起落架舱的大型两栖水上飞机,前体舭弯产生的强烈喷溅是阻力峰产生的根本原因。

一种轴对称水下航行器模型摩擦阻力测试系统

为了研究轴对称回转体水下航行器模型所受到的壁面摩擦阻力,设计并实施了一套测试系统。该系统主要由一个回转半径为2.1 m的旋臂及环形水池、六分量天平、扭矩传感器、PIV系统以及相关的数据采集系统组成,可以实现最大线速度为15 m/s的试验工况。试验和分析结果表明,该系统在一定的速度范围内可以有效地测试航行器模型所受摩擦阻力,满足了设计要求。