以上研究虽然是针对滑行艇,但是也表明了非定常状态下的水动力特性研究对翼滑艇的重要性。其所用的研究手段包括了试验和数值研究。目前,[13]针对高速艇瞬态流体动力特性研究的数值方法有势流理论 ,主要的研究工作包括:利用扰动势和涡分布方法计算滑行艇在不同速度下(无飞溅)的动压力、升力和阻力(Savander,2002) ;[17]利用势流理论研究二维滑行平板在高 Froude 数下的运动响应特性及平板底部的水动压力分布规律,其响应特性与板的单位宽度重量、浸深以及板的运动速度密切相关(Y。K。Chung ,2008);[14]利用有限元法和涡格子法计算三维滑行面不同纵剖面上的压力分布曲线以及船舶拘束状态及垂荡纵摇状态的兴波阻力对比(Xie Nan,2005;Yang Chi (2002));以及利用改进的切片理论数值计算高速滑行艇作垂向(垂荡和纵摇)运动时的水动压力载荷及阻尼力,指出艇的航速及动态载荷对于其运动响应特性产生了至关重要的影响(F。P。Arribas,2006)。边界元方法也被用于高速艇模型的水动力性能数值预报(A。R。Kohansal,2010)[6] ,通过开展滑行平板、楔形体、底部斜升体等三种滑行艇模型的计算分析,探讨了不同航速下的压力分布、阻力、升力及波形,与相关试验结果的吻合度较好。Xuelian Wang , and Alexander H。 Day (2006)利用有限元方法研究滑行艇的流体动力性能,而压力分布则采用边界元方法确定,并通过艇体底部的浸湿面上的压力分布描述艇的滑行性能。高速艇在运动过程中航态(横倾、纵摇、垂荡等)随速度发生变化,传统的CFD方法在计算高速艇流体动力特性时其航态要先由经验公式计算或模型试验得到。以实时求解雷诺时均方程(RANS)为目标的现代CFD技术是近年来发展的一种新方法,通过求解RANS方程和六自由度运动方程实时预报水面高速艇流体动力性能。[15]O。 Hideo(2000)基于有限体积方法求解RANS方程数值模拟了半滑行艇的周围流场特性及运动响应姿态。国内的Zhang Zhirong 等(2006)数值模拟了滑行艇航行过程中的尾流形状和艇体阻力,指出基于求解RANS方法的CFD技术开展滑行艇水动力性能的预报研究是可行的。[16]R。Panahi(2009)基于有限体积方法研究了高速艇的运动特性,其中压力与速度的耦合采用分裂算法,水气交界面的模拟采用VOF方法,采用贴体网格系统数值计算了定常直航时流体作用在高速艇上的力和力矩以及 6 自由度运动响应,给出了高速艇的运动速度、加速度及其位置,通过与试验结果的对比表明,基于数值求解RANS方程的数值方法可用于指导高速艇的流体动力设计及运动性能预报。Yuming Su等(2012)基于有限体积法求解高速滑行艇的水动力特性和航态,水气交界面的模拟采用VOF方法,采用贴体网格系统数值计算了定常直航时艇体的自由面兴波、阻力、垂荡、横摇运动及重心位置,与试验结果的对比表明,基于数值求解RANS方程的数值方法可用于指导高速滑行艇的流体动力设计及运动性能预报。[7]美国爱荷华大学的R。V。Wilson和P。M。Carrica教授(2006,2006,2007)利用非定常RANS方法编制了水面舰艇 6 自由度运动响应预报程序CFDSHIP-IOWA,求解器采用高阶上风离散格式、PISO压力速度耦合方法、 / 两方程湍流模型,其中自由表面追踪技术分别采用VOF方法和Level Set方法,数值预报了水面舰艇在多种航行状态下的自由面绕流场及其运动响应特性,结果优于传统的线性切片理论。同时高速艇的喷溅现象也是其在高速航行时的主要特性。R。Azcueta(2003)通过分别求解定常与非定常带自由表面的 RANS 方程和物体运动方程计算滑行艇在高速运动下的阻力和 6 自由度运动响应,预报了滑行艇的运动特性,并将计算结果同大阪府立大学的水池试验结果和Soding基于Wanger水动力冲量理论的计算结果进行比较,得到了比较一致的结论。[8]特别是 D。Savitsky,D。F。Delorme(2007,2006)提出了一种定量计算高速滑行艇须状喷溅阻力的方法,并将其描述为底部斜升角、纵摇角及航速的函数,预报结果表明,须状喷溅阻力约占总阻力的 15%,与模型试验值相吻合,为滑行艇喷溅阻力的计算提供了一种有效的方法。

上一篇:耐压壳国内外研究现状
下一篇:小水线面双体船国内外研究现状

高速钢轧辊的制造工艺研究现状综述

高速钢轧辊的发展及研究现状

熔滴过渡与电弧行为高速摄影研究现状

高速低噪声比较器国内外研究现状

高速公路项目运营安全诊...

船用高速柴油机国内外研究现状

高速柴油机企业三维数字...

张洁小说《无字》中的女性意识

互联网教育”变革路径研究进展【7972字】

LiMn1-xFexPO4正极材料合成及充放电性能研究

安康汉江网讯

麦秸秆还田和沼液灌溉对...

老年2型糖尿病患者运动疗...

我国风险投资的发展现状问题及对策分析

网络语言“XX体”研究

ASP.net+sqlserver企业设备管理系统设计与开发

新課改下小學语文洧效阅...