風(fēng)帆助航船——風(fēng)帆流致振動(dòng)研究.pdf

1、本研究首先介紹了風(fēng)帆助航船帆翼的發(fā)展歷程以及渦激振動(dòng)的研究現(xiàn)狀，并總結(jié)了風(fēng)帆結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的主要特點(diǎn)，分析風(fēng)帆結(jié)構(gòu)可能受到的破壞情況，詳細(xì)介紹了CFD計(jì)算采用的計(jì)算原理及各湍流模型的特性。隨后，主要采用CFD數(shù)值模擬及有限元分析方法，建立風(fēng)帆流場及結(jié)構(gòu)模型，利用CFX和ANSYS計(jì)算軟件進(jìn)行分析；采用SAS方法對(duì)Re=2121的圓柱渦激振動(dòng)問題進(jìn)行計(jì)算，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證湍流模型的有效性；建立二維風(fēng)帆模型，分別計(jì)算風(fēng)帆實(shí)際尺寸剖面與風(fēng)

2、帆比例尺寸剖面的泄渦頻率，驗(yàn)證相似準(zhǔn)則的可靠性；分析不同風(fēng)速、攻角多工況下的二維單帆、雙帆的漩渦脫落狀況，得出二維風(fēng)帆隨風(fēng)速、攻角等變化規(guī)律作為后續(xù)三維風(fēng)帆的計(jì)算參考。最后，建立簡化后的三維風(fēng)帆模型，利用計(jì)算時(shí)間更少的SST湍流模型對(duì)1：16縮尺模型的三維風(fēng)帆進(jìn)行渦激振動(dòng)分析，與二維風(fēng)帆的計(jì)算規(guī)律進(jìn)行比較；尋找渦激振動(dòng)頻率比較大的工況，利用SAS方法進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析，獲取漩渦脫落頻率；對(duì)實(shí)際風(fēng)帆有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析并判別渦激振動(dòng)狀況