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求解SUBOFF绕流问题的粘势流耦合方法
  • ISSN号:1000-4882
  • 期刊名称:《中国造船》
  • 时间:0
  • 分类:U661.32[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 作者机构:上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室、高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240
  • 相关基金:973项目(2014CB046203);国家自然科学基金资助项目(51579147,51479117)
中文摘要:

针对SUBOFF光体绕流问题,根据Helmholtz速度分解定理将流场速度分解为势流部分和非势流部分,代入到N-S方程推导得到耦合势流速度的关于非势流速度的控制方程,其中势流部分速度采用数值方法预先求得,非势流部分控制方程的表达与N-S方程一致,可直接采用传统N-S方程的计算方法求解。文中在OpenFOAM平台内实现了SUBOFF绕流问题的粘势流耦合计算,通过对不同来流速度下的SUBOFF绕流的计算模拟,并将耦合方法计算获得的流场中的速度、压力等,与文献中试验结果以及传统计算流体动力学(CFD)等计算的结果进行仔细比较和分析,相关结果吻合良好。流场中的非势流部分速度分量在远场较小,甚至趋于0,论文分析考察了较传统CFD方法计算范围小的区域,将粘势流耦合方法与传统CFD方法进行了计算研究和对比。研究表明,粘势流耦合方法对区域大小不敏感,可以采用更小的计算区域,同时提高计算效率;该方法适用于绕流问题的计算模拟,为改善CFD计算效率提供了新的途径。

英文摘要:

According to Helmholtz's velocity decomposition theorem, the velocity of flow is decomposed into the potential flow component and the non-potential one, and then the problem of flow over SUBOFF is conducted by solving the modified Navier-Stokes (N-S) equation for the non-potential velocity. A viscous/potential flow solver is developed on the platform provided by the open source software OpenFOAM. Calculations of the flow around a SUBOFF of bare hull at various flow velocities are implemented and a comparison of the results with the ones obtained by using the conventional CFD method and the experimental data is conducted, and these results agree well with each other. It is shown that the viscous/potential method was not sensitive to the domain size, so that a much smaller computation domain can be adopted for high efficiency of computation. These results indicate that the present method is suitable and can improve the computational efficiency.

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期刊信息
  • 《中国造船》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国船舶重工集团公司
  • 主办单位:中国造船工程学会
  • 主编:吴有生
  • 地址:上海市高雄路185号
  • 邮编:200011
  • 邮箱:zhongguozaochuan@aliyun.com
  • 电话:021-63131146 63152086
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4882
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1497/U
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1993年中国科协优秀期刊三等奖、2008年中国造船工...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6974