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基于重叠网格的豪华邮轮多工况耐波性数值分析

张牧 王建华 万德成

张牧, 王建华, 万德成. 基于重叠网格的豪华邮轮多工况耐波性数值分析[J]. 中国舰船研究, 2022, 17(2): 57–62 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02277
引用本文: 张牧, 王建华, 万德成. 基于重叠网格的豪华邮轮多工况耐波性数值分析[J]. 中国舰船研究, 2022, 17(2): 57–62 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02277
ZHANG M, WANG J H, WAN D C. Multi-state luxury cruise ship seakeeping based on overlapping grids[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2022, 17(2): 57–62 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02277
Citation: ZHANG M, WANG J H, WAN D C. Multi-state luxury cruise ship seakeeping based on overlapping grids[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2022, 17(2): 57–62 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02277

基于重叠网格的豪华邮轮多工况耐波性数值分析

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02277
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51879159,51809169);长江学者奖励计划(T2014099);国家重点研发计划资助项目(2019YFB1704200, 2019YFC0312400);工信部高技术船舶科研资助项目;浙江省自然科学基金资助项目(LY19A020001)
详细信息
    作者简介:

    张牧,男,1997年生,硕士。研究方向:船海计算水动力学。E-mail:M.Zhang@sjtu.edu.cn

    王建华,男,1988年生,博士,副研究员。研究方向:计算船舶水动力学,波浪中船舶操纵。E-mail:jianhuawang@sjtu.edu.cn

    万德成,男,1967年生,博 士,教授,博士生导师。研究方向:计算船舶水动力学,高性能计算,CFD和CAE软件研发。E-mail:dcwan@sjtu.edu.cn

    通信作者:

    万德成

  • 中图分类号: U661.32; U661.33+8

Multi-state luxury cruise ship seakeeping based on overlapping grids

知识共享许可协议
基于重叠网格的豪华邮轮多工况耐波性数值分析张牧,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  在豪华邮轮的设计阶段,为了节约成本,需采用流体动力学(CFD)方法对设计中的邮轮进行耐波性能预报。  方法  以一艘大型豪华邮轮为研究对象,使用自主开发的船舶水动力学CFD求解器naoe-FOAM-SJTU对模型尺度下的豪华邮轮进行耐波性数值模拟。耐波性的模拟在造波方式上采用速度入口输入式造波,对不同波高和不同浪向下的邮轮运动进行预报和总结。  结果  评估发现,目前设计得到的邮轮船模在最大航速、波高为0.062 5,0.1和0.15 m工况下基本符合船舶舒适性要求;在设计航速下、波高为0.225 m、迎浪工况下符合船舶安全性要求。  结论  在完成计算的工况下,邮轮的船型设计符合船舶耐波性评估标准中的安全标准和舒适性标准。
  • 图  1  豪华邮轮模型示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of luxury cruise ship model

    图  2  耐波性计算域示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of seakeeping calculation domain

    图  3  耐波性计算重叠网格示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of seakeeping calculation overlapping grid

    图  4  不同波高下阻力及运动响应时历曲线

    Figure  4.  Time history curves of drag and motions response under different wave height

    图  5  波高为0.15 m时阻力及运动响应的时历曲线

    Figure  5.  Time history curves of drag and motion response under the condition of wave height of 0.15 m

    图  6  波高为0.225 m时阻力及运动响应的时历曲线

    Figure  6.  Time history curves of drag and motion response under the condition of wave height of 0.225 m

    图  7  波高为0.225 m时阻力及运动响应的时历曲线

    Figure  7.  Time history curves of drag and motion response under the condition of wave height of 0.225 m

    表  1  豪华邮轮船模主尺度(缩尺比1∶40)

    Table  1.   Main dimensions of model-scale luxury cruise ships (scale factor is 40)

    参数数值
    垂线间长Lpp /m 7.458 0
    型宽B/m 0.966 0
    型深D/m 0.684 0
    设计吃水T/m 0.214 0
    方形系数Cb 0.738 7
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    表  2  船舶耐波性评估标准(均方根值)

    Table  2.   Ship Seakeeping evaluation standard (RMS)

    标准类别垂向加速度g横摇/(°)纵摇/(°)参考标准
    安全标准0.204.02.0ISO 2631/3
    1987&1982
    舒适性标准0.103.01.5
    结构设计标准0.33
    下载: 导出CSV

    表  3  不同计算工况设置

    Table  3.   List of different calculation conditions

    工况号波高/m浪向角/(°)波长λ周期/sFr实船航
    速/kn
    10.062 50
    20.10
    30.1501Lpp2.1860.209
    (最大航速)
    22
    40.1545
    50.1590
    60.22501Lpp2.1860.171
    (设计航速)
    18
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-21
  • 修回日期:  2021-03-03
  • 网络出版日期:  2022-04-02
  • 刊出日期:  2022-04-20

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