船舶大幅横摇粘性流场多尺度有限体积法研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51679053

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

邓锐

完成单位：

哈尔滨工程大学

中文关键词：

多尺度; 大幅横摇; 粘性流; 流动分离; 漩涡;

项目类型：

面上项目

语种：

中文

开始日期：

2017-01-01

结束日期：

2020-12-31

中文摘要：

船舶在外界环境的激励下易发生摇荡运动，而大幅横摇又是摇荡运动中最为危险的一种。据统计，全球每年因大幅横摇而全损的船舶约占全损船舶总数的33%。大幅横摇运动是耐波性研究中最为困难的问题之一，其主要原因是目前的研究方法和手段制约了对于大幅横摇运动所诱导粘性流场的深入认识及了解，导致流场细节缺失，流动机理不清，因而对于大幅横摇船舶水动力的预报缺乏足够精度。本课题基于多尺度分析方法，将流场分为宏观和细观尺度分别研究，基于新理论建立一种新的有限体积法作为宏观算法以减少计算量，同时在细观尺上建立准确描述流动特征的基函数和修正函数，再将两种尺度上的流动以等效系数的形式相耦合。并且，通过针对流动分离点确定、漩涡生成机制和近场运动特性的研究及改善积分收敛性、消除压力解的高频振荡等工作来完善算法，最终形成对于船舶大幅横摇粘性流场模拟准确度高于离散涡和一般RANS方法的多尺度有限体积法，并采用模型试验进行检验。