回转体滑水航行流体动力特性研究

摘要

基于STAR-CCM+数值仿真软件,选用SST k-w湍流模型,采用VOF波构建运动体在静水面滑水数值计算模型.通过国外经典文献对构建模型进行校核,数值模拟结果与实验结果吻合性较好,流体动力数值误差均小于5％,在工程误差范围内,模型可用于回转体滑水航行工况的数值模拟计算.对回转体在不同速度、不同淹没深度滑水工况进行数值模拟,研究其流场特性和流体动力特性.结果 表明,回转体在静水面滑水过程中,尾部波浪兴起,液体飞溅形成水花,滑水速度越高、淹没深度越深,尾部兴波越明显;回转体在Cv≥8时,流体动力系数几乎不变,其不受速度大小的影响,而在Cv=3时,流体动力系数较高,阻力系数高于高速(Cv≥8)滑水阻力系数20％,升力系数是高速滑水升力系数的3倍,其与回转体在低速滑水过程中表面压力和摩擦力作用分布有关;回转体在不同淹没深度滑水过程中,阻力系数与淹没深度呈线性关系.