1、二十一世紀(jì)是海洋的世紀(jì),人類對海洋生物、礦物和水資源的開發(fā)日益加劇,因此海洋資源的開發(fā)和利用對船舶性能提出了更高的要求,為此許多國家投入了大量的人力和物力積極開展研發(fā)高性能船型,三體船作為一種新型高性能船舶已經(jīng)得到了人們的共識(shí)。船舶在高航速情況下,船體周圍及尾流場的特性將直接影響到船舶的水動(dòng)力性能,采取有效的措施改善船舶繞流場,使船舶具有優(yōu)良的水動(dòng)力性能,是研究人員一直追求的。三體船由于其側(cè)體的存在,使得其周圍繞流場非常復(fù)雜,同時(shí)其水動(dòng)

2、力性能也發(fā)生了很大變化,因此合理改變?nèi)w船側(cè)體姿態(tài),改善其水動(dòng)力性能是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。本文對三體船粘性流場進(jìn)行數(shù)值模擬,以從理論數(shù)值上考察分析三體船側(cè)體相對于中體的三個(gè)安裝姿態(tài)角改變時(shí)其阻力等水動(dòng)力性能的影響。
　　 由于網(wǎng)格質(zhì)量的優(yōu)劣會(huì)直接影響數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性、收斂性和計(jì)算精度,并且對于三體船來說,其形狀十分復(fù)雜,給網(wǎng)格的生成帶來極大的困難,因此本文對三體船計(jì)算網(wǎng)格劃分方法進(jìn)行了系列研究。首先文中對三體船中體的表面網(wǎng)格、船體

3、表面第一層網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的高度以及網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的分布比例系數(shù)等進(jìn)行數(shù)值模擬,將得出結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,提出了網(wǎng)格劃法中一些重要參數(shù)的建議范圍。然后將網(wǎng)格劃法中重要參數(shù)建議值運(yùn)用到三體船上,分別用三套符合一定要求粗細(xì)不同的網(wǎng)格進(jìn)行CFD檢驗(yàn)、驗(yàn)證和網(wǎng)格收斂性研究,以驗(yàn)證所得出網(wǎng)格參數(shù)的可靠性。
　　 湍流模式是船舶CFD中的一個(gè)重要因素,本文隨后針對七種不同的湍流模式,以所研究的三體船的中體和三體船為計(jì)算模型,分析了不同湍流模型對三體船

4、中體和三體船阻力計(jì)算結(jié)果的影響,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,得出最適合三體船水動(dòng)力計(jì)算的湍流模型。之后將所得出的計(jì)算網(wǎng)格和湍流模型結(jié)論運(yùn)用到中體和三體船上,對其在不同速度下的粘性流場進(jìn)行數(shù)值模擬,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證研究結(jié)論的可靠性和方法的適用性。
　　 常規(guī)三體船的側(cè)體安裝姿態(tài)大體上是垂直的,縱向平行于中體以及不帶縱傾角的,即縱傾角α=0,攻角β=0和內(nèi)傾角γ=0的情形。為考慮一種三體船型新概念,本文考慮α、β和γ分別或