船舶月池的阻力与流场特性及其改进型式

摘要

[目的]月池是一种从甲板至船底的贯穿船体的开口结构.船舶航行时,月池内流体的复杂流动会给阻力性能带来严重影响.[方法]采用计算流体动力学(CFD)方法对带月池船舶的静水阻力及月池流场进行数值模拟,并对阶梯型与切角型这2种典型月池改进型式的阻力性能进行验证.[结果]结果显示,月池的设置使得船舶总阻力增幅达50.88％,产生的月池阻力与压差阻力的大幅增加值接近,阶梯型和切角型月池对月池增阻的最大降低幅度分别可达80％和40％.流动细节详细呈现了流场内的漩涡运动过程、月池引起阻力增加的规律以及改进型式月池对月池增阻的改善机理.[结论]月池引起的阻力变化与流场内的周期性漩涡运动密切相关,并随航速变化有所差异.阶梯型月池增加了流体运动的阻尼,切角型月池缓解了漩涡对后池壁的强烈作用,能够较好地降低月池引起的增阻.