船舶微氣泡減阻數(shù)值模擬.pdf

1、該文工作主要是通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)船舶微氣泡減阻進(jìn)行數(shù)值模擬.在微氣泡減阻基金項(xiàng)目理論研究方面,梁志勇采用偽譜矩陣方法對(duì)平板微氣泡減阻進(jìn)行了數(shù)值模擬;林黎明則主要是采用PHOENICS軟件提供的IPSA模型進(jìn)行平板微氣泡減阻計(jì)算.該文在林黎明研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行船舶微氣泡減阻的數(shù)值計(jì)算.在船型方面,通過(guò)AutoCAD軟件繪制更符合實(shí)際的船體插入到PHOENICS軟件中;理論模型方面,為研究邊界層中的速度分布而增加對(duì)壁面條件的處理;最后,對(duì)

2、林黎明在平板微氣泡減阻研究中未能解釋的一些現(xiàn)象,做出了作者自己的解釋.該文計(jì)算中采用由PHOENICS提供的IPSA相間滑移算法模型,應(yīng)用有限體積法對(duì)方程進(jìn)行離散,并應(yīng)用迎風(fēng)格式計(jì)算.IPSA模型對(duì)每一相求解N-S方程,并考慮水-氣體兩相間的相間相互作用,包括相間阻力、相間升力、相間壓力和虛質(zhì)量力.考慮到氣泡對(duì)湍流的作用,文中對(duì)湍流模型進(jìn)行了微氣泡修正.對(duì)壁面條件的處理,該文采用Patel等人(1984)提出的K-ε模型的Lam-Bre

3、mhorst低雷諾拓展(LB模型);而將自由面處理為剛蓋自由面條件,進(jìn)行船舶微氣泡減阻數(shù)值計(jì)算.在以上計(jì)算中分析了不同來(lái)流速度和氣泡體積濃度下近壁面處速度分布和減阻率的變化.計(jì)算結(jié)果表明,直徑為100μm的微氣泡能減小近壁面連續(xù)相的速度梯度;微氣泡在邊界層中的濃度分布近似為三角形或梯形分布;受粒子間相互作用的影響,存在一飽和濃度;減阻率隨噴氣量的增大而增大,直至飽和噴氣量,此后,增大噴氣量,壁面摩擦阻力變化不大;相同噴氣量下,來(lái)流速度越