基于重叠网格的三体水翼复合船粘流运动预报方法研究

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1、分类号：U661.3密级：公开UDC：53编号：2015-702-07中国舰船研究院硕士学位论文基于重叠网格的三体水翼复合船粘流运动预报方法研究作者：徐伟光指导老师：何术龙研究员赵发明高级工程师学科专业：流体力学中国船舶科学研究中心二〇一五年三月分类号U661.3密级公开UDC53编号S2015-702-07硕士学位论文基于重叠网格的三体水翼复合船粘流运动预报方法研究ResearchonaMotionPredictionMethodforHydrofoilHybridTrimaraninViscousFlowontheBasisofOversetGridAppro

2、ach指导教师姓名：何术龙职称：研究员赵发明职称：高级工程师学位申请人姓名：徐伟光申请学位级别：工学硕士专业名称：流体力学研究方向：高性能船舶的设计理论和方法论文提交时间：2015年3月培养单位：中国船舶科学研究中心学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：

3、日期：2015年4月9日学位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心有权保存本人呈交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门或机构送交论文复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：公开√内部秘密，在年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：导师签名：日期：2015年4月9日日期：2015年4月9日中国舰船研究院硕士学位论文摘要三体船虽然到20世纪90年代才引起人们的

4、普遍关注，但由于总体性能独特，很快就成为各国竞相发展的重要船型之一，有关三体船水动力性能的研究也日益深入，但三体船粘流运动预报方法及其减摇装置的研究仍相对滞后，开展这方面研究具有重要的学术意义和工程价值。本文基于重叠网格技术，探索建立三体船粘流运动预报方法，并用于三体水翼复合船的运动预报，分析水翼系统减阻减摇的机理。主要工作如下：本文综合RANS方法、重叠网格技术、六自由度求解方法以及数值造波技术，突破复杂附体与船体网格重叠时的匹配及数据传递问题，建立了船舶六自由度运动的粘流预报方法。首先以DTMB5512单体船为研究对象，进行了迎浪规则波中运动响应的数值模拟，通

5、过与试验结果的比较，验证了该数值方法在船舶运动预报上的有效性和可靠性。其次，为节省船舶粘流运动预报的计算时间，本文尝试采用白噪声波谱方法进行DTMB5512的运动预报。与试验值及规则波方法计算结果的比较表明，白噪声波谱方法的精度与规则波方法相当，但计算时间减少60%以上，这为后续深入研究打下了良好的基础。为进一步考核建立的六自由度运动预报方法在三体船上的有效性，本文对一型三体船在迎浪规则波中的运动进行了预报，数值结果与试验值吻合较好，表明该数值方法可用于三体船的运动预报。本文最后根据三体船的船型特点和运动特性，建立了适配水翼系统的三体水翼复合船简化模型，开展了三体

6、水复合船及其裸船体快速性和耐波性的数值计算。数值结果与快速性模型试验结果吻合较好，表明该方法可较准确地预报三体船及三体水翼复合船的阻力与航态；由于缺乏规则波试验结果，本文定性分析了水翼系统的减摇效果，分析结果符合工程经验，表明本文建立的粘流方法可用于三体水翼复合船的运动预报，初步达到了工程应用的水平，为三体水翼复合船水动力性能的评估和优化提供了实用的研究方法和工具。同时，本文通过比较三体水翼复合船及其裸船体的快速性、耐波性计算结果，初步分析了水翼系统的减阻减摇机理，可为水翼系统的设计和适配提供参考。关键词：三体船；三体水翼复合船；六自由度；重叠网格；RANSI基于

7、重叠网格的三体水翼复合船粘流运动预报方法研究ABSTRACTAlthoughtherehadbeennoworldwideattentionuntil1990s,trimaranhassoonbecomeoneoftheimportanthullformsthatlotsofcountriesdevelopcompetitively,duetoitsuniqueoverallperformance,andthehydrodynamicstudyoftrimarandeepensincreasinglyaswell.However,researchesaboutth

8、emoti