MSC Cradle在钝头船阻力仿真中的创新应用与节能验证

仿真目的                                                        

从船舶的推进性能以及节能出发，最近积极开发的节能附加装置研究中，模型船的水槽实验起到了重要的作用。本研究中，利用CFD 仿真，以船尾纵向涡旋（对预测推进性能有重要意义）显著出现的钝头船为对象，利用SC/Tetra 进行水槽实验拖曳状态的仿真。在这个基础上，进一步利用重合网格的功能，考察了节能附加装置对削减阻力的效果。

^{仿真对象船型※的重要尺寸}                    

仿真计算域                                                

利用重合网格考虑附加装置                    

附加装置周围设置重合网格

仿真内容                                                        

变船速实验（无附加装置）

- 无自由表面影响（双模型）

- 有自由表面影响

与实验数据的比较验证

- 阻力系数：有/ 无附加装置 设计船速

- 尾流分布：有/ 无附加装置 设计船速

- 波高分布：无附加装置 设计船速

※均采用 一半模型

仿真结果                                                    

可以预测船尾装配附加装置后的船体阻力削减趋势

船尾附近压力分布的比较

[Cp=P/(0.5• ρ•U2)]

通过附加装置船尾附近的压力有所回升

小结                                              

• 以钝头船作为仿真对象，实现了对预测推进性能非常重要的船尾纵涡的再现。
• 利用MSC Cradle 的重合网格功能，实现了考虑节能附加装置影响的仿真，对节能装置的形状，配置的参数进行参数研究。
• 在此基础上可以进行螺旋桨实际工作时的仿真，或者利用基于螺旋桨无限翼数理论的简易螺旋桨进行自航状态的仿真。

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