船艇耐風(fēng)性試驗(yàn)系統(tǒng)耦合風(fēng)場分析.pdf

1、為了保證設(shè)計(jì)、建造的船舶具有良好的抗風(fēng)特性，必須對船舶(或模型)進(jìn)行抗風(fēng)性能實(shí)驗(yàn)。自然風(fēng)場的風(fēng)速、均勻度無法調(diào)節(jié)和控制，無法滿足實(shí)驗(yàn)要求。必須建立人工模擬風(fēng)場實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在一定的區(qū)域范圍內(nèi)制造出一個速度可調(diào)的均勻人工側(cè)向風(fēng)場以滿足實(shí)驗(yàn)測試需求。該實(shí)驗(yàn)風(fēng)場系統(tǒng)采用多個具有一定功率的射流軸流風(fēng)機(jī)組合成風(fēng)陣，制造一個人工風(fēng)場，在風(fēng)場的射流混合區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生速度可調(diào)的均勻風(fēng)，以滿足實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測試要求。
　　 該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立需要耗費(fèi)很大的人

2、力和物力，因此設(shè)計(jì)成本很高。所以在設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)前，如果用計(jì)算機(jī)對多臺射流軸流風(fēng)機(jī)的耦合流場進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到風(fēng)場相關(guān)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有利于最佳設(shè)計(jì)方案的選擇，具有很大實(shí)用價值和經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文研究由多臺射流軸流風(fēng)機(jī)組合而成的風(fēng)陣系統(tǒng)的耦合風(fēng)場特性，射流軸流風(fēng)機(jī)作為本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的核心動力輸出元件，其性能指標(biāo)將直接影響實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性。
　　 本文利用三維軟件PROE建立風(fēng)機(jī)葉輪模型，在前處理軟件GAMB

3、IT中建立風(fēng)機(jī)整體模擬模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后采用CFD軟件FLUENT對模型進(jìn)行計(jì)算。采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε雙方程湍流模型，分離隱式求解法、SIMPLE算法對單臺隧道軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場及多臺風(fēng)機(jī)的耦合流場進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。在對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分時，布置合適的網(wǎng)格十分重要。網(wǎng)格尺寸過大，細(xì)小面的存在會對網(wǎng)格的生成和計(jì)算的收斂產(chǎn)生一定的影響；網(wǎng)格尺寸過小，計(jì)算時間又會增加。因此需要對模型作合理的簡化，這些都需要設(shè)計(jì)人員在模擬過程中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。<