面向自由面柱體強迫橫搖模擬的離散渦方法研究.pdf

1、船舶航行于風浪中易發(fā)生橫搖運動，大幅的橫搖會對航行安全造成威脅。船舶橫搖誘導的流場伴隨有強烈的流動分離和漩渦泄出現象，流動受橫搖振幅、振蕩頻率、附體等顯著影響，流體動力特征復雜，這是導致橫搖運動難以準確預報的主要原因。本文面向自由面柱體強迫橫搖模擬問題，將其中涉及的技術難點分解為三類開展研究，第一是非定常流動渦的對流和擴散問題，第二是自由面擾動波的模擬問題，第三是強迫橫搖過程中柱體壁面的流動分離問題。并根據這三類問題，應用離散渦方法完成

2、以下方面的工作。
　　首先總結目前粘性流問題的基本理論和研究方法，主要分為基于網格的方法和無網格方法。介紹自由面波動問題的研究進展?？偨Y離散渦方法的研究現狀并對其應用特點進行分析，表明離散渦方法對于大雷諾數流動分離問題具有優(yōu)勢，能夠很好地應用于柱體橫搖流場研究中。
　　然后介紹本文應用離散渦方法求解二維粘性流場的基本原理。采用流函數建立流場速度與渦量滿足的泊松方程，并將流函數分解為有旋流和無旋流兩部分，有旋部分按照離散渦團模

3、擬流場渦量的思想進行離散積分求解，無旋部分采用柯西積分形式的復變邊界元法求解。
　　然后針對非定常流動渦的對流和擴散問題，模擬無界域中柱體定常繞流，通過對斯托哈爾數、阻力系數、柱面壓力分布的計算及渦的形成、脫落流場特征等細節(jié)的捕捉，得到本文離散渦方法所適用的雷諾數范圍;模擬無界域振蕩流中的柱體繞流，驗證水動力計算結果，分析非定常流動中漩渦的運動特征。
　　然后針對自由面擾動波問題，通過勢流中的邊界造波算例驗證無旋部分模擬的可