平台工作船阻力性能数值研究开题报告

全文总字数：7725字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1.研究背景

本论文依托“55米自升平台船模阻力试验”横向课题，以驳船船型与阻力相关的部分问题为对象，使用cfd方法进行不同尺度、航速及附体状态下工作平台驳船的阻力数值预报，通过对试验结果与数值结果的对比与分析，探讨cfd方法在此类船型阻力数值预报中的精度、效率等计算表现；分析具体驳船船型的阻力成分、附体增阻等阻力性能；考察驳船阻力问题的尺度效应并针对驳船船型在当前常规船型的阻力外推方法（1978ittc）基础上进一步完善模型-实船阻力换算方法。

在船舶的设计建造初期，对于船舶性能的预估可以对船舶的设计制造起一定的指导作用。船舶阻力的预报是其中的一个重要方面。由于阻力受到船型的影响较大，不同船型的阻力特征不尽相同，因此对于该工作平台驳船阻力性能的研究是有必要的。

2. 研究的基本内容与方案

1.1.研究的基本内容

1）广泛阅读文献，对宽扁短肥低速水面船舶的阻力特征、附体阻力及尺度效应的研究现状进行总结，并针对本论文研究对象确定技术路线与基本方案。

2）基于已有的几何模型使用Solidworks软件进行修改，得到模型尺度裸船体、模型尺度含不同附体的船体、实尺度船体等几何模型。

3）学习STAR-CCM 软件的基本操作，选择1~2个典型航速进行数值模拟，将计算结果与模型试验结果进行对比，研究所使用的CFD方法对阻力预报结果的准确性，并依据ITTC提供的方法进行不确定度分析。

4）将验证后的CFD方法应用至试验状态不同航速的阻力预报，分析该船型的阻力成分。

5）选择两个典型航速，分别对裸船体与不同附体组合状态的模型进行数值模拟，分析各个附体阻力增值。

6）以不带附体的裸船体为研究对象，研究尺度效应对阻力的影响。对从模型尺度到实尺度及中间2~3个中间尺度进行数值模拟，探究阻力随尺度变化的规律，评价二因次、三因次阻力换算方法在该船上应用的合理性。

1.2.研究目标

本文以55m海上自升式工作船为研究对象，以三维建模软件Solidworks和CFD商业软件STAR-CCM 为依托，主要有以下研究目标：

1）基于论文的目标、对象、方法进行任务分析、资料检索与分析，完成开题报告，阐述论文工作的目的与意义、主要的内容与技术路线。

2）掌握水面船舶阻力数值预报方法。

3）基于船舶绕流场的数值模拟完成不同尺度、航速、附体工况下的阻力数值预报与相关规律总结；评价传统的二因次、三因次阻力外推方法在该船上的适用性。

4）完成毕业论文报告书撰写，字数要求不低于12000字。

5）翻译与设计任务有关外文文献一篇，英文字符数不少于2万印刷符（或翻译后的中文不少于5000个汉字）。

6）其它学校规定的工作。

1.3.拟采用的技术方案及措施

本文拟采用的技术路线图如下：

本文使用Solidworks三维建模软件对模型进行处理，然后将模型导入STAR-CCM 软件中，建立合适的计算域，选择合适的网格划分方法生成非结构化网格，合理设置求解器进行求解。

本文首先选择1~2个典型航速，对55m海上自升式工作船模型尺度（以下称“模型船”）进行数值计算，将结果和现有的拖曳试验结果进行比较，验证数值计算方法的准确性，并参考ITTC的指南对CFD方法进行不确定度分析。经过验证和分析，本文还将进行如下工作：

1）将该方法应用于多个航速的模型船阻力预报，将结果和试验结果进行对比，并对阻力成分进行分析。

2）选择1~2个典型航速，对加装不同附体的工况进行数值模拟，分析各个附体的阻力成分。

3）选择1~2个典型航速，对从模型尺度到实尺度及中间2~3个中间尺度的研究对象船进行数值模拟，探究二因次、三因次阻力换算方法在该船上应用的合理性。

具体见附件。

3. 研究计划与安排

第1-2周：通过调研，收集资料，针对任务书调研相关文献和书籍，初步掌握相关理论，确定论文工作的具体内容与技术路线，撰写开题报告；学习cfd软件及数值计算流程。

第3-4周：完成试验模型尺度各航速船舶绕流场数值模拟与阻力预报。

第5-11周：完成不同尺度下的阻力数值预报，总结相关规律。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献不少于15篇，其中近五年外文文献不少于三篇。

[1] 盛振邦, 刘应中. 船舶原理上册[m]. 2003.

[2] 汤通生, 韩海林. 内河运输船舶的阻力计算公式[j]. 船舶工程, 1992(5):21-23.