船舶前緣引流和微氣泡綜合減阻數(shù)值模擬.pdf

1、本文以一艘?guī)蚴缀碗p尾的低速肥大型集裝箱船為數(shù)值模擬對象，以計算流體動力學(xué)(CFD)軟件Fluent為平臺，通過借鑒鈍體引流減阻技術(shù)，在船首至第14站底部開通一條引流通道，研究其對粘壓阻力及流場的影響。為了研究含微氣泡的兩相流對船體繞流場和粘性阻力的影響，在引流通道出流面（即斷階面）使部分水流汽化實現(xiàn)微氣泡的生成。為了避開直接求解控制方程中因微氣泡的生成所帶來的源項，采用了流場分塊計算和邊界條件的特殊處理來實現(xiàn)，通過改變微氣泡流速、濃度

2、、直徑以及船首遠(yuǎn)前方來流速度等參數(shù)，研究含微氣泡的兩相流場對斷階下游船體表面摩擦阻力影響。分析計算結(jié)果和流場特性，得到以下結(jié)論和規(guī)律:
　　 1)與原船相比，加設(shè)引流通道后，船體總摩擦阻力基本無變化，粘壓阻力則明顯減小。進(jìn)一步分析表明，在來流速度V=1.589m/s，即Fn=0.225下，粘壓阻力減阻效果最明顯，可達(dá)20.5％，此時對應(yīng)的粘性阻力減阻率為5.92％。
　　 2)僅改變斷階面微氣泡流速，斷階面下游船體表面摩

3、擦總阻力減阻率隨氣泡流速的增大而增大，而當(dāng)氣泡流速增大至某一值后，船體總摩擦阻力減阻率將基本不變。
　　 3)僅改變斷階面微氣泡濃度，斷階面下游船體表面摩擦總阻力減阻率隨著氣泡濃度的增大而增大。當(dāng)調(diào)節(jié)不同濃度下氣泡流速，使得氣泡流量一致時，各濃度下對應(yīng)的摩擦阻力減阻率十分接近。說明氣泡流量與摩擦總阻力減阻率息息相關(guān)。
　　 4)僅改變來流速度，在小氣泡流速下，斷階下游船體表面摩擦阻力減阻率與來流速度影響不大;當(dāng)氣泡流速逐