基于Fluent的无人帆船流体动力学分析

摘要

针对国内无人帆船稀缺的问题,本文设计一款简单的手动调节副帆角度的无人帆船,采用导轨和滑轨的硬摩擦配合,实现了帆的相对角度调节。为检测无人帆船的行进效果,将主帆和副帆模型简化后,导入有限元分析软件ANSYS-Workbench中,在Fluent模块下进行空气动力仿真分析,并通过设置升力系数和阻力系数,使迭代步数运算至3000步,得到收敛的运算结果及帆的三维流线云图和压力云图。仿真结果表明,空气涡流产生于主帆与副帆环抱夹角内,最大压力集中在帆的外侧,约为0.047 MPa,因此空气对帆船产生向前的推力,达到无驱动力下的行进效果,符合实际工况要求。该研究对国内无人帆船的发展具有参考价值。