翼滑艇水翼设计及水动力特性研究.docx

翼滑艇水翼设计及水动力特性研究近年来 , 世界各国对高速船艇的研究极为重视。高速船艇的发展围绕着不断提高航速、改善航行性能而派生出多种高速船。翼滑艇是滑行艇和水翼艇结合的产物, 其航行状态也可以看成水翼艇和滑行艇的结合。将滑行艇的滑行面和水翼艇的水翼相结合, 能快速的使船体抬升 , 更有效的减小阻力 , 更快的进入滑行状态 , 并且具备更好的稳性。随着翼滑艇航速的不断增加, 船体周围流体的压力场会发生急剧变化, 使船体周围的压力具有足够大的铅垂方向上的分量, 来支撑部分甚至全部船重, 减少船体与水的接触面积 , 以此来降低高速时的阻力。本文研究工作及分析如下:(1)根据相关文献资料 , 选取不同的翼型 , 利用 Fluent软件 , 将二维水翼进行单独的数值模拟 , 分析单独水翼的水动力特性。选定适合高速艇的翼型进行船舶拖曳实验以及三维数值模拟。(2) 选取 15.8米的滑行艇作为母型船 , 利用缩尺比 1:13.39 的翼滑艇模型 , 进行船舶拖曳实验。测量记录翼滑艇船模在水中航行的水动力特性。调整水翼相对浸深、 前后安装位置 , 分析这些因素对翼滑艇水动力特性的影响。(3) 根据相关文献资料 , 以所选母型船主尺度为参考依据 , 基于 Maxsurf 软件对本文艇型进行设计 , 然后利用 CATIA软件进行光顺处理以减小三维数值模拟计算误差 , 并在艇体添加水翼 , 通过改变水翼的初始安装攻角、 相对浸深、前后安装位置 , 建立了本文水动力特性计算的多种模型。 (4) 通过本文实验结果与FINE/Marine 软件计算结果的对比 , 验证了软件参数设置的正确性及计算结果的准确性 , 再利用 FINE/Marine 软件对加装弓型水翼的母型船进行数值模拟, 对比分析在不同初始攻角 , 相对浸深和前后安装位置等参数下的阻力系数、阻升比、阻力及纵倾角等。以选择翼滑艇最佳升阻力性能为目的, 确定弓型水翼的最佳安装位置的参数组合。