一種無壓載水船型阻力及浮態(tài)的數(shù)值研究.pdf

1、為了對船舶壓載水帶來的海洋污染問題進行有效控制，2004年IMO頒布了《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》，在業(yè)界引起了一股壓載水處理系統(tǒng)的研究熱潮。但由于船型差異，壓載水處理系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)不了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，難以滿足各類船型的配裝需求。因此，學(xué)術(shù)界提設(shè)計需要從靜力學(xué)和動力學(xué)兩大方面，對船舶出了一種“無壓載水船”的概念。
　　新船型的六大特性進行綜合分析。當(dāng)今，船舶性能的研究有試驗和計算兩大方法。試驗方法中，實船試驗成本高、周期長

2、，模型試驗存在尺度效應(yīng)問題;計算方法中，經(jīng)驗公式和運動數(shù)學(xué)模型的計算精確度還有待提高。但是，在高水平計算機技術(shù)的背景下，相比較上述方法而言，計算流體力學(xué)數(shù)值計算則擁有著成本低、周期短、精度高的優(yōu)點，對于船舶性能研究的實用價值更大。
　　本文首先在國外無壓載水船研究的基礎(chǔ)上，將美國貫通流系統(tǒng)中的水流箱改為三縱三橫連通管路，將日本Ⅴ型船體改為上U下Ⅴ型船體，經(jīng)過相互融合后，提出了一種無壓載水船設(shè)計新思路，并選用巴拿馬船型作為研究對象，

3、將設(shè)計思路應(yīng)用其中，利用CAD軟件對其型線圖進行修改。通過經(jīng)驗公式對改造出的新船型的船型參數(shù)進行計算，結(jié)果基本符合規(guī)范要求，證明了新船型是實際可行的。
　　同時，本文選用標(biāo)準(zhǔn)化船型一系列60船型作為驗證對象，對系列60船型基礎(chǔ)上改造出的新船型的快速性和浮性進行了探究。首先，基于CFD方法，選用有限體積法、混合網(wǎng)格技術(shù)、SIMPLE算法和RNGκ-ε湍流模型，通過求解RANS方程對船舶阻力和浮態(tài)進行數(shù)值計算。然后，將系列60船型阻力