石晓川,李春阳,孙光晓,仉永超,张祥,王玉帅

1.潍柴动力股份有限公司,山东 潍坊 261061;2.潍柴重机股份有限公司,山东 潍坊,261108

0 引言

双体客船具有较好的稳定性和操作灵活性,在对抗恶劣海况时表现优异,得到广泛应用。船舶阻力是衡量船舶性能的重要指标之一,阻力不仅影响船舶的速度,同时也与船舶的使用性和经济性相关[1]。船舶在定速巡航工况下,主机的输出功率主要用于抵抗航行中产生的阻力,因此,船舶阻力的预测有利于船主机的选型匹配,如何更加快速准确地预测船体阻力成为船舶设计过程中的关键。

船舶阻力预测的研究方法主要有理论研究、试验研究和数值模拟。近年来,随着计算机算力的提升,计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)成为预测阻力的热门手段[2-3]。赵丙乾等[4]使用CFD软件计算了双艉客船在静水中的航行阻力,发现使用软件对船体阻力特性的预测具有快速性和高精度的优点,在计算范围内船舶总阻力的仿真与试验结果的相对误差在3%以内;Wang等[5]结合试验研究和数值模拟的方法分析了高速平面双体船在不同工况下的阻力,发现在高速工况下SSTk-ω湍流模型更接近试验结果;文献[6-7]对不同工况下的船舶阻力使用SSTk-ω湍流模型进行仿真,所得到的结果具备参考价值。仿真模型的不断优化使得计算结果的精度得到了进一步提高。

RANS法将流体的控制方程时均化处理,解决了流体在湍流工况下在时间与空间上的随机性。文献[8-10]通过RANS法结合数值模拟方法对三维船体阻力进行预测,发现仿真获得的自由面兴波趋势与试验得到的结果趋势相同,具有较好的实际应用价值。……