基于OpenFOAM數(shù)值波浪水池的過渡型艇水動力性能研究.pdf

1、當(dāng)船舶航速增加到過渡階段，動升力的作用已經(jīng)不可忽視。伴隨而來的是船體明顯的抬升和艉傾。目前主要以試驗的方法來研究過渡型艇的水動力特性，傳統(tǒng)的CFD在計算船體阻力時將船體固定在計算域中，而不能描述船體浮態(tài)隨著水流航速增加帶來的改變，因此不再適用于過渡型艇的水動力性能研究。作為開源CFD軟件，OpenFOAM能在求解船體流場的同時計算出船體浮態(tài)的改變，更真實地模擬過渡型艇復(fù)雜的水動力變化特點。其完全開放的源代碼也為水動力計算的二次開發(fā)帶來方

2、便。因此本文選擇OpenFOAM作為過渡型水動力性能的研究平臺。
　　本文首先將造波程序waves2Foam移植到OpenFOAM自帶的求解多相流的動網(wǎng)格求解器interDyMFoam中，實現(xiàn)了微幅波、二階斯托克斯波、孤立波、不規(guī)則波以及斜浪的制造。并對waves2Foam的造波理論進行修改，給造波理論加入相對船舶的速度。實現(xiàn)了有航速的波浪水池。然后將改編的波浪水池分為有波幅和無波幅兩類分別對過渡型高速無人艇模型的變航態(tài)阻力性能和

3、波浪中的縱搖升沉、阻力增加和橫搖運動進行預(yù)報。得到了以下結(jié)論：（1）基于OpenFOAM的數(shù)值水池在其強大的動網(wǎng)格求解能力基礎(chǔ)上能準(zhǔn)確預(yù)報過渡型快艇的阻力航態(tài)問題。（2）前移重心對改善過渡型艇的阻力和航態(tài)有明顯的效果。壓浪板對減小過渡型艇的阻力和調(diào)整浮態(tài)效果明顯。（3）基于OpenFOAM的數(shù)值波浪水池能準(zhǔn)備模擬有航速的縱搖升沉運動，縱搖升沉無因次頻響結(jié)合與試驗吻合良好。并且在迎浪條件下的阻力增加量的計算方面與試驗趨勢吻合，較試驗值稍小