三体船阻力特性研究.pdf

分 类 号 学号 M201071301 学校代码 10487 密级 硕士学位论文硕士学位论文 三体船阻力特性研究三体船阻力特性研究 学位申请人学位申请人 ：： 杨啸杨啸 学科专 业学科专 业 ：： 船舶与海洋结构物设计制造船舶与海洋结构物设计制造 指导教 师指导教 师 ：： 王先洲王先洲 讲师讲师 答辩日 期答辩日 期 ：： 2013 年年 2 月月 1 日日 A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering Investigation on the Resistance Characteristics of Trimaran Candidate : Yang Xiao Major : Design and Construction of Naval Architecture and Ocean Structure Supervisor : Dr.Wang Xianzhou Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, P. R. China February, 2013独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密□， 在______年解密后适用本授权书 本论文属于 不保密□ (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 I 摘摘 要要 三体船作为一种高性能船舶受到越来越多的关注，人们对其展开了各个方面的研究来提高三体船的水动力性能三体船作为一种高速船舶，如何改善它的阻力特性是研究的重点方向。

三体船水下部分由一个主片体和两个侧片体构成，这样的结构使得船体阻力受到片体相对位置布置的影响 本文首先对针对三体船阻力研究的发展进行了回顾，并对控制方程、湍流方程等理论基础做了简要介绍通过设计了三体船模型的片体线型，通过改变侧片体相对位置形成多个方案来进行船模阻力试验，将试验结果进行对比，分析不同片体相对位置下的三体船阻力特性，来确定最优片体位置 试验结果表明，在速度较低的情况下，阻力特性最优的片体相对位置并不是确定的，而是随着速度的变化而改变但是在高速阶段，通过分析可以得出，侧片体横向相对位置越靠近主片体，纵向相对位置越靠近船尾，三体船的阻力特性越好同时改变侧片体的吃水深度对于三体船的阻力影响不大 由于船模试验耗费大量的人力、物力，只能选取若干个侧片体位置进行阻力试验为了方便今后的研究，本文运用 CFD 软件对三体船片体位置不同的几个方案进行计算，将数值仿真的结果与试验结果进行对比，验证数值仿真计算的可靠性，为今后的工作打下基础 关键词关键词：三体船；阻力特性；侧片体位置；数值仿真 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 II Abstract As a high performance ship, trimaran attracts more and more attention, people started to research on various aspects to improve hydrodynamic performance of trimaran. As a kind of high-speed ship, the key is how to improve the resistance characteristics of trimaran. It is composed of a main hull and two side hulls, the effects of this structure makes the resistance influenced by the relative position of the side hulls. At the first, this paper gives the review of the development of research on the trimaran resistance, the control equation and the turbulence equation are introduced in the article. The trimaran model experiment is carried out for a series of different placements of the sidehulls after the model is designed. According to the comparison between the results got from the experiment, we can analysis the resistances characteristics, the purpose is to find out the best optimum placements for the sidehulls of the trimaran. According to the result of the experiment, it is definitely different that the trimaran’s optimal side hull position in different navigate velocities, and it is very hard to get the best side hull position either in high speed or in low speed. But we can get the conclusion that in the high speed, the smaller that the lateral distance between the side hull to the main hull, or the smaller that the longitudinal distance between the side hull to the stern, the better the resistance of the trimaran would be. It has little effect on resistance of the trimaran in changing the draft of the side hull. The model experiment costs a lot of manpower and material resources, only some side hull position can be selected for resistance experiment. In order to facilitate future research, this paper uses CFD to calculate the trimaran in different side hull position, the numerical simulation results are compared with experiment results to make sure the reliability of the numerical simulation, to lay the foundation for future work. Key words: Trimaran; Resistance characteristics; Side hull position; Numerical simulation 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 III 目目 录录 摘摘 要要 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · I Abstract · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · II 1 绪论绪论 1.1 课题的背景和意义 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (1) 1.2 船舶 CFD 研究概况 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (2) 1.3 三体船研究发展综述 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (4) 1.4 本文的主要工作 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (6) 2 理论基础理论基础 2.1 流体动力学控制方程 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (7) 2.2 湍流的基本方程 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·。