4.3破口位置对舱室进水的影响 29

4.3.1计算模型 29

4.3.2计算工况 30

4.3.3计算结果对比与分析 30

4.4自由液面高度对舱室进水的影响 33

4.4.1计算模型 33

4.4.2计算工况 33

4.4.3计算结果对比与分析 34

4.5本章小结 36

结 语 38

全文总结 38

未来展望 39

致 谢 40

参考文献 41

第一章绪论

1.1概述

本文的研究主要运用到的软件是Fluent软件。应用Fluent软件是对二维及三维计算模型进行了船底破舱进水的数值模拟，使用三种小同网格法进行收敛性的分析，对于自由漂浮状态下的船舶破舱进水过程进行数值模拟研究，利用PLIC-VOF方法来处理水气的自由液面，将现有结果验证与研究结果比对，且吻合程度很高。在模拟实验过程中，可以直接观察到舱内的液面和船体的浮态的变化状况。

随着社会日新月异的发展，能源和资源越来越紧张，海洋中富含着十分丰富的各种资源，所以备受全球各国关注，因而二十一世纪也被叫为海洋的世纪。然而近些年来，尤其是在恶劣的航海条件下，全球海难事故不断的发生。船体在风浪中长期航行致使损伤，船体的碰撞、触礁、搁浅等[1]恶性事故的发生都会导致船体的破舱进水，甚至最终船沉人亡。随着现代各种技术如机械、电子、化学等的发展，消防措施也已经得到了很大程度上的发展，然而在抗沉方面，抗沉措施仍然停滞不前，仍然停留在直观化、经验化的发展阶段。尤其是近年来，船舶越来越趋向于大型化，并且在船舶设计时，船员的居住环境越来越得到重视，这也就必然使得舱室结构和船舶性能变得越来越复杂。当船体发生破损时，由于舱室结构布置的复杂性，如果仅仅依靠传统的、纸质化的、单一的抗沉部署图，已然不能满足当前的需求。如何迅速的判断船体破舱进水后的安全性，进而采取有效的方式进行救助，是各级指挥员们一直关注的焦点。

需要以秒来衡量在发生破舱进水的过程中水浸满舱室的时间，很短暂，很关键。船体进水的速率，船体内的压力，潜艇的纵倾特别是进水的时间，这就是可以预留的反应时间。船体破舱进水过程的数值模拟方法是解决未来船体破损沉没的时间预报、可供救援的时间预报、救援措施的选择等诸多新挑战的可行方式之一。

各类船舶内部的舱室之间的分舱及连通情况往往是较为复杂的，因此其相应的船体破损进水情况也是不尽不相同的。在船体进水的过程中，很可能发生比最终状态更加危险和难以预判的中间状态。对于船舶破舱进水过程的数值模拟应该给出对一些危险状态的预报和可供利用进行救援逃生的时间或采取其他的措施时间的预报等等。事实上，应用Fluent软件对船舶破舱进水过程尽可能精确的数值模型模拟就是处理以上问题的可行的并且准确的一种方法。

如果能够深入的了解船体破舱破口进水的水动力学特点，就能够建立比较完善的船体进水数值模型，这对于保证船体的安全具有十分重要的意义与影响。采用物理实验来实施模拟实验是传统的研究方法，然而与实验研究有所不同，随着计算机技术的飞速发展，CFD即计算流体力学应运而生，它是近年发展出的一种强大、崭新而有效的研究技术，因为其投资小、研究周期短而且精度易于提高等特点，迅速成为当代一种研究流体流动特性的比较有效的方法。