速度对奥运会470级帆船船体阻力和压力分布的影响

目的得到航速对于470级帆船船体的阻力大小影响的系列规律,增加运动员对帆船船体水动力性能认识,更加高效操纵帆船。方法利用计算流体动力学方法,湍流模式采用RNG k-ε湍流模型,运用SIMPLE算法进行求解,空间离散格式采用二阶迎风格式,边界条件均设置为速度入口、压力出口,数值模拟了速度为2 m/s、4 m/s、6 m/s、8 m/s、10 m/s等5种工况下帆船船体水动力性能,分析不同航速条件下船体的阻力和压力分布。结果船体受到的阻力随航速的增大而增大,在阻力增大趋势线中低航速条件下阻力变化斜率较小、高航速条件下阻力斜率较大。根据趋势线确定阻力与航速的乘幂公式,可以预测不同航速条件下船体在不考虑兴波条件下的船体所受到的阻力大小。研究中不同航速对船体压力分布的规律基本一致,造成的影响主要体现在船体不同部位受力的值上,不同航速对船体船首局部压力造成的影响差异很大。船体考虑兴波时压力分布规律影响差异较大,在不考虑兴波时航速对船体压力分布规律影响较小。结论航速对于船体的阻力大小影响较大,船体阻力随航速的增大而增大;船体阻力随航速变化可以用乘幂公式拟合;船体的兴波对船体阻力分布规律影响不可忽略。