零航速減搖鰭的水動(dòng)力數(shù)值模擬與特性分析.pdf

1、船舶與海洋工程的高速發(fā)展，進(jìn)一步提高了對(duì)軍艦、游艇、科考船等水面船舶橫搖穩(wěn)性的要求。一般來講，船舶的減搖系統(tǒng)最主要是減搖鰭，減搖鰭雖然在高航速下的減搖效果非常理想，但在低航速和零航速的情況下幾乎無法有效減搖。在常規(guī)的減搖鰭中，減搖效果對(duì)減搖鰭與水之間的大速度差的依賴性很高，低航速下船舶的減搖效果實(shí)為不佳，因此零航速減搖鰭的發(fā)展也越來越受到關(guān)注。
　　本文首先介紹了零航速減搖裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，簡(jiǎn)述了減搖鰭在零航速下的工作模式，明確了研

2、發(fā)零航速減搖鰭要解決的首要問題就是對(duì)零航速減搖鰭進(jìn)行準(zhǔn)確的流體動(dòng)力特性分析，才能進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　其次，建立無網(wǎng)格的二維離散渦法時(shí)域模型，對(duì)固定圓柱繞流和運(yùn)動(dòng)圓柱繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，隨后對(duì)比、分析采用離散渦方法或面元法對(duì)零航速減搖鰭的水動(dòng)力特性展開研究工作的準(zhǔn)確性、高效性等優(yōu)缺點(diǎn)，并確定采用面元法展開研究工作。
　　隨后，本文給出描述機(jī)翼非定常運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的擾動(dòng)流場(chǎng)的控制方程和邊界條件，應(yīng)用面元法求解控制方程。根據(jù)零

3、航速減搖鰭的工作特點(diǎn)和目的，建立起描述零航速減搖鰭水動(dòng)力特性的參數(shù)模型和有效描述并判斷減搖效果的新的力學(xué)參數(shù)。
　　最后，運(yùn)用Wagner的解析解對(duì)比本文面元法模型計(jì)算機(jī)翼瞬時(shí)起動(dòng)時(shí)升力系數(shù)的數(shù)值結(jié)果，還將其他運(yùn)動(dòng)情況的計(jì)算結(jié)果與學(xué)者的相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作比較，以此驗(yàn)證本文計(jì)算的數(shù)值結(jié)果是準(zhǔn)確的。再進(jìn)一步計(jì)算、分析零航速減搖鰭的旋轉(zhuǎn)軸的位置、擺動(dòng)周期、翼型對(duì)其水動(dòng)力特性的影響，并根據(jù)定量結(jié)果，分析、總結(jié)出了與零航速減搖鰭的水動(dòng)力特性