發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 16:22

　　 激光雷迪爾級(jí)帆船是奧運(yùn)會(huì)比賽的一種重要的帆船類(lèi)別。比賽中運(yùn)動(dòng)員常常會(huì)在頂浪中操縱帆船完成航行、超越、繞標(biāo)、解脫判罰等動(dòng)作,而在頂浪作用下帆船存在縱向運(yùn)動(dòng)(縱搖和垂蕩)響應(yīng),其阻力也會(huì)增加,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員需要不斷調(diào)節(jié)帆船以穩(wěn)定船體姿態(tài)。為了解雷迪爾級(jí)帆船的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),幫助運(yùn)動(dòng)員在遇到突變情況時(shí)準(zhǔn)確地判斷船體應(yīng)做出的反應(yīng),增強(qiáng)船體的航行性能,本研究基于計(jì)算流體力學(xué)方法(Computational Fluid Dynamics,CFD)對(duì)激光雷迪爾級(jí)帆船頂浪中縱向運(yùn)動(dòng)和波浪增阻進(jìn)行數(shù)值模擬。研究表明,激光雷迪爾級(jí)帆船裸船體在靜水中航行時(shí),船體阻力的變化遵循船體阻力隨航速的增加而增加的規(guī)律�？梢园l(fā)現(xiàn),在考慮船體縱向運(yùn)動(dòng)的條件下,船底壓力隨著航行速度的增加而增加,最大壓力區(qū)域逐漸向船艉方向移動(dòng),船體兩側(cè)的飛濺越來(lái)越明顯,船行波的波幅以及波長(zhǎng)也越來(lái)越大;同時(shí),航速在4 m/s~6m/s之間時(shí),船體處于排水狀態(tài)與滑行狀態(tài)之間的過(guò)渡狀態(tài),若航速繼續(xù)增加,裸船體將達(dá)到理論滑行狀態(tài);該級(jí)別帆船裸船體在一階規(guī)則波浪中航行時(shí),船體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)以及阻力變化同樣呈周期性變化,且其變化周期等于船體遭遇周期;船體總阻力以及船行波的變化規(guī)律與靜水條件下相同;在計(jì)算航速及波長(zhǎng)范圍內(nèi),縱向運(yùn)動(dòng)幅度隨著航速的增加而增大,而波浪增阻的變化未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。本研究討論了在考慮縱向運(yùn)動(dòng)時(shí)船體在靜水及規(guī)則波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)以及阻力變化規(guī)律,為帆船駕駛者對(duì)船體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的理解提供了一定的理論指導(dǎo),為后續(xù)深入研究小型運(yùn)動(dòng)帆船波浪中的水動(dòng)力性能提供了一定的借鑒。
【學(xué)位單位】：武漢體育學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：G861.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 帆船水動(dòng)力性能研究進(jìn)展
        1.2.1 帆船船體阻力
        1.2.2 帆船推進(jìn)性能
        1.2.3 帆船操縱性
    1.3 數(shù)值波浪水池國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.4 波浪下船舶水動(dòng)力性能研究進(jìn)展
        1.4.1 船舶耐波性國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
        1.4.2 帆船船體耐波性國(guó)外研究進(jìn)展
    1.5 小結(jié)
2 數(shù)值計(jì)算方法與驗(yàn)證
    2.1 數(shù)值計(jì)算方法
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 湍流模型
        2.1.3 雙相流模型
        2.1.4 一階規(guī)則波模型
        2.1.5 控制方程的離散
        2.1.6 邊界條件
        2.1.7 網(wǎng)格生成方法
    2.2 數(shù)值方法驗(yàn)證
        2.2.1 數(shù)值驗(yàn)證對(duì)象
        2.2.2 計(jì)算域及邊界條件
        2.2.3 船體阻力分析
        2.2.4 規(guī)則波浪下船舶的波浪增阻
        2.2.5 規(guī)則波浪下船舶的縱向運(yùn)動(dòng)
    2.3 小結(jié)
3 帆船船體靜水水動(dòng)力數(shù)值模擬
    3.1 研究對(duì)象
    3.2 計(jì)算域及邊界條件
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 船體阻力
    3.5 船體壓力
    3.6 船體姿態(tài)
    3.7 小結(jié)
4 帆船頂浪下船體縱向運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬
    4.1 研究對(duì)象
    4.2 計(jì)算域及邊界條件
    4.3 網(wǎng)格劃分
    4.4 數(shù)值波浪水池的建立
    4.5 縱向運(yùn)動(dòng)分析
    4.6 波浪增阻分析
    4.7 船行波的分析
    4.8 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1 船體的運(yùn)動(dòng)時(shí)歷與阻力時(shí)歷
附錄2 船底壓力云圖
附錄3 船行波云圖
附錄4 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2888919