三体滑行艇槽道水动力特性数值研究

摘要

三体滑行艇是一种集气旋减阻船、滑行艇和三体船为一体的高性能复合船型，其拥有优异的快速性能和超高航速下的稳定性能，位于主船体两侧沿纵向贯通的槽道是影响三体滑行艇水动力性能和气动力性能的关键结构。本文使用 CFD手段对不同槽道关键参数的三体滑行艇进行了数值模拟研究，并详细分析研究了不同槽道参数对三体滑行艇整船性能所产生的影响。本文主要进行了以下几个方面的工作：
　　以三体滑行艇船模试验所得到的数据为基准，进行了超高航速下三体滑行艇数值模拟方案的研究，分析讨论了不同网格形式和近壁面网格划分方法对计算精度和收敛速度的影响，得到了适用于Fr=2.6~6.8下的三体滑行艇静水六自由度直航数值计算方案。
　　确立了四个决定槽道结构形式的关键参数，并依次进行了单一变量下的 CFD增量研究，共计完成了19个计算模型在6个航速点下的数值模拟工作。分别讨论了不同槽道高度、宽度、顶部平直段长度、侧片体长度对三体滑行艇水动力特性和气动力特性的影响，并通过逐步回归的方法总结出了以阻力值为因变量四个槽道关键参数为自变量的经验公式，能够为以后的三体滑行艇槽道结构设计提供了一定的参考。
　　在完成了槽道内作用机理研究的基础上，进行了槽道内喷气减阻的可行性研究。分别采用垂向喷气和侧向喷气两种不同的方式选择了两个不同的喷气位置和三种喷气流量进行了数值模拟研究，并就其对三体滑行艇阻力性能和运动姿态所产生的影响做了对比分析和讨论。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 三体滑行艇艇型研究进展

1.3 滑行艇数值研究进展

1.4 论文的主要内容

第2章 CFD理论及槽道参数设计

2.1 CFD数值模拟基本原理

2.2 槽道结构参数设计

2.3 本章小结

第3章 超高航速下计算方案研究及CFD精度验证

3.1 三体滑行艇模型拖曳试验

3.2 超高航速数值模拟方案研究及精度验证

3.3 本章小结

第4章 槽道参数对三体滑行艇水气动力特性的影响

4.1 槽道工作机理分析

4.2 槽道高度参数影响研究

4.3 槽道宽度参数影响研究

4.4 槽道顶部平直度长度参数研究

4.5 槽道侧片体长度参数影响研究

4.6 数值模拟计算数据回归

4.7 本章小结

第5章 三体滑行艇槽道内喷气减阻研究

5.1 三体滑行艇槽道内喷气减阻可行性研究

5.2 槽道内垂向喷气作用数值研究

5.3 槽道内侧向喷气作用数值研究

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢