球艏及尾型对大型游艇阻力性能影响的数值研究
由于金融危机的滞后性影响逐渐显现，船舶行业的低迷潮正在全球蔓延，技术含量较低的三大主力船型已经几乎鲜有订单，近年来的新订单大都主要集中在高附加值船舶和海洋工程装备上。
游艇被称作“海上的移动宫殿”，是具有极高附加值的奢侈品船舶。在金融危机的大背景下，着力推动游艇的设计及制造技术的研究，有助于船市走出低谷，并提高我国船舶产业的竞争力。作为自主研发游艇关键技术的基础，其水动力性能的研究十分必要。
本文以“150英尺以上大型游艇自主研发”项目中的某游艇作为研究对象，借助CFD的方法计算了游艇的兴波阻力和粘性阻力，并主要研究了球鼻艏4个控制参数（相对高度、相对长度、相对宽度、横截面形状）的变化对游艇阻力的影响规律，研究结果表明球鼻艏的变化对兴波阻力的影响大于对粘性阻力的影响，在各个控制参数中，相对长度的变化对游艇的阻力影响最大。
另外本文还根据水动力学原理对该游艇尾型进行了修改，并初步计算研究了尾型对游艇阻力的影响，然后结合球鼻艏和尾型的改型方案，采用正交试验的方法进行了综合选优，得出的综合最佳方案使游艇总阻力降低了约7.39％。
本文中的数值计算分为势流理论下的兴波阻力计算和求解RANS方程方法下的粘性阻力计算。其中兴波阻力的计算采用了船舶专用商业软件Shipflow;粘性阻力的计算使用了通用商业软件ANSYS，其中前处理过程使用了DesignModeler和ICEM分别进行三维建模和全六面体网格的划分，然后使用Fluent进行计算求解。
本文最后在计及自由液面的粘性流体模型下计算了游艇的总阻力，并与前述方法在计算结果与流场特征上进行了比较，结果表明势流方法和粘性流方法都能得到在一定程度上满足工程要求的计算结果，采用势流方法能够获得较稳定的远场的波形，而采用粘性流方法得到的近场波形更为准确。
游艇;球鼻艏;尾型;阻力性能;数值计算
武汉理工大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
高高
2013
中文
U674.91
90
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）