数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场

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数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场

熊耀宇, 段宏, 姜治芳, 陈立

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熊耀宇, 段宏, 姜治芳, 陈立. 数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场[J]. 中国舰船研究, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

引用本文:

熊耀宇, 段宏, 姜治芳, 陈立. 数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场[J]. 中国舰船研究, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

Xiong Yaoyu, Duan Hong, Jiang Zhifang, Chen Li. Numerical Simulation of Modern Surface Ship in Free Surface Turbulent Flow[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

Citation:

Xiong Yaoyu, Duan Hong, Jiang Zhifang, Chen Li. Numerical Simulation of Modern Surface Ship in Free Surface Turbulent Flow[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064

作者简介:
熊耀宇（1985-），男，硕士研究生。研究方向：船舶水动力学。段宏（1954-），男，研究员。研究方向：舰船总体研究设计【机构】中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064

中图分类号: U661.1

Numerical Simulation of Modern Surface Ship in Free Surface Turbulent Flow

China Ship Development and Design Center,Wuhan 430064,China

摘要: 为了研究带自由面的船舶湍流绕流场,选择了一艘ITTC推荐的公开船模作为模拟对象,数值求解RANS方程。此模型为带声呐导流罩和方形尾封板的复杂水面舰船。采用Ogrid块拓扑算法生成质量较高的纯六面体多块结构化网格,计算中采用RNG k-ε湍流模式和标准壁面函数,并使用VOF算法来捕捉自由面。空间离散采用QUICK格式,压力-速度解耦采用PISO算法。将阻力和波形的数值结果与实验数据相比较,总阻力系数误差约2%,船侧波形、船首自由面吻合良好,显示了CFD方法在船舶水动力学中预测带自由面湍流绕流场的有效性。
- 船舶阻力 /
- 自由面 /
- 波形 /
- CFD /
- Ogird /
- 湍流 /
- 水面舰船
Abstract: A public ITTC recommended complex modern surface ship model with sonar dome and transom stern was chosen for numerical simulation of free surface turbulent flow.Pure hexahedral multi-block structured grids with fine quality were generated by using Ogrid topology.Transient RANSE were numerically calculated and the RNG k-ε turbulence model with standard wall functions was employed.The VOF algorithm was applied to track free surface e.QUICK scheme was used for spatial discretization and PISO scheme for pressure-velocity coupling.Computational results including resistance coefficients and wave profile were compared to experimental data with good ag reement.The total resistance coefficient has a bias of two percentage,wave profile and bow free surface accord the data with a good precision,showing that CFD method can effectively predict the free surface turbulent f low in ship hydrodynamics.
- ship resistance /
- free surface /
- wave profile /
- turbulent flow /
- CFD /
- Ogrid /
- surface ship

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数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064

作者简介:
熊耀宇（1985-），男，硕士研究生。研究方向：船舶水动力学。段宏（1954-），男，研究员。研究方向：舰船总体研究设计【机构】中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064

收稿日期: 2010-02-19
录用日期: 2010-12-20
修回日期: 2010-04-10
刊出日期: 2010-06-25

中图分类号: U661.1

关键词:

CFD /

摘要: 为了研究带自由面的船舶湍流绕流场,选择了一艘ITTC推荐的公开船模作为模拟对象,数值求解RANS方程。此模型为带声呐导流罩和方形尾封板的复杂水面舰船。采用Ogrid块拓扑算法生成质量较高的纯六面体多块结构化网格,计算中采用RNG k-ε湍流模式和标准壁面函数,并使用VOF算法来捕捉自由面。空间离散采用QUICK格式,压力-速度解耦采用PISO算法。将阻力和波形的数值结果与实验数据相比较,总阻力系数误差约2%,船侧波形、船首自由面吻合良好,显示了CFD方法在船舶水动力学中预测带自由面湍流绕流场的有效性。

English Abstract

熊耀宇, 段宏, 姜治芳, 陈立. 数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场[J]. 中国舰船研究, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

引用本文:

熊耀宇, 段宏, 姜治芳, 陈立. 数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场[J]. 中国舰船研究, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

Xiong Yaoyu, Duan Hong, Jiang Zhifang, Chen Li. Numerical Simulation of Modern Surface Ship in Free Surface Turbulent Flow[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

Citation:

Xiong Yaoyu, Duan Hong, Jiang Zhifang, Chen Li. Numerical Simulation of Modern Surface Ship in Free Surface Turbulent Flow[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2010, 5(6): 15-20,32. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.06.004

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