余红

(广东科学技术职业学院,广东珠海 519090)

0 引言

初期的水面滑行艇对抗水流场阻力的主要办法是增强推进作用力,增大滑行艇能耗。受计算工具的限制初期的水面滑行艇动力控制系统没有对水流场数值进行计算。随着数字化及大数据时代的到来,可以通过数值来模拟建立附近的水流场模型,从而减小航行船体阻力,提高航行速率,增强续航能力。

课题组成员深入研究了RNGk-ε、标准k-ε等几种常用模型,使用仿真软件对流场及流噪声数值变换进行了数值计算和结果分析。

1 水流场及流噪声数值计算模型

1.1 R NGk - ε模型

受海面、地形、风力及水流速等多因素影响,没有一个水流场模型能适应所有环境。本文根据实效性和精确性等性能要求,选择了对理想水流场N-S方程数值计算精度进行改进后的RNGk-ε模型,对其进行了重点研究。

RNGk-ε模型中水流场的动力方程为：

计算水流场与滑行艇碰撞时的损耗率ε的方程为：

两个方程式中,Gk代表水流场水平方向产生的动能、Gb代表水流场垂直方向产生的动能,YM代表水流梯度的能耗递减比[1],理想状态下 C1ε=1.37,C2ε=1.74。

1.2 流噪声数值计算模型

通过文献查阅我们得出滑行艇的流噪声模型可借用水面声学传播的相关理论及公式,使用维纳-霍夫方程结合项目组的实验数据建立了滑行艇的流噪声模型。

实验中设定V为水面滑行艇水流区域,实验得出滑行艇的流噪声波动大小受监测距离的影响较大,监测点与滑行艇距离越近流噪声……