模型及全尺度雷诺数下的船体流场计算

流体的雷诺数及其应用流体力学是研究流体运动和流体力学规律的学科。

流体运动的特性可以通过雷诺数（Reynolds number）来描述，雷诺数是流体力学中的一个重要无量纲参数。

在本文中，我们将探讨雷诺数的定义、计算方法，以及其在实际应用中的重要性。

一、雷诺数的定义雷诺数是流体力学中的一个无量纲参数，用来描述流体运动的剧烈程度和流体中惯性力与粘性力相互作用的强弱程度。

雷诺数的定义如下：雷诺数（Re）=（流体的惯性力）/（流体的粘性力）其中，流体的惯性力可以表述为ρVL，流体的粘性力可以表述为ηV/L，V代表流体速度，L代表特征长度，ρ代表流体密度，η代表流体粘度。

雷诺数的定义告诉我们，当流体的惯性力与粘性力相互作用强弱程度相近时，雷诺数的数值较小；当流体的惯性力与粘性力相互作用强弱程度差距很大时，雷诺数的数值较大。

通过雷诺数的数值可以判断流体的流动状态。

二、雷诺数的计算方法雷诺数的计算方法基于流体的特征长度（L）和流体的运动速度（V）。

常见的雷诺数计算公式如下：雷诺数（Re）=（流体的密度ρ × 流体的速度V ×特征长度L）/ 流体的粘度η这个公式中的各项参数可以从实验或者实际问题中得到。

通过计算雷诺数，我们可以快速了解流体的运动特性。

三、雷诺数的应用雷诺数在流体力学中拥有广泛的应用。

以下是几个雷诺数的实际应用示例：1. 飞行器设计飞行器设计中的一个 important 的参数是雷诺数。

飞机在高空飞行时，空气的密度较低，飞机速度很高，需要考虑流体的压缩性和发生的粘性力。

通过计算雷诺数，可以确定飞机在不同雷诺数条件下的气动性能和流场压力分布，从而优化飞机的设计。

2. 水力学研究在水力学研究中，雷诺数可以用来描述流体在管道、河流等各种水工结构中的运动状态。

通过计算雷诺数，研究人员可以预测水流的稳定性、湍流的发生和水力性能等。

3. 轴承设计雷诺数在轴承设计中的应用也较为常见。

通过计算雷诺数，可以确定流体润滑剂在轴承中的流动状态和流体的压力分布，从而优化轴承设计，减少摩擦损失和磨损。

采用混合面和滑动网格模型对艇体流场数值分析比较高慧;韩强;姚震球【摘要】借助CFD软件,对螺旋桨/艇体相互作用的流场进行了数值模拟.采用了混合面模型和滑移网格模型分别对螺旋桨/艇体流场的整体进行计算,揭示了螺旋桨和艇体之间相互作用的内在规律.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2011(022)006【总页数】4页(P14-17)【关键词】螺旋桨:艇体;CFD【作者】高慧;韩强;姚震球【作者单位】江苏科技大学船舶与建筑工程学院张家港215600;海盐港航管理局嘉兴314300;江苏科技大学船舶与建筑工程学院张家港215600【正文语种】中文【中图分类】U661.330 引言在对螺旋桨与艇体相互影响的研究中，如果单独对螺旋桨或者艇体流场进行数值仿真均无法准确预报他们之间的相互关系［1］，而本文采用FLUENT软件对艇体尾部螺旋桨的粘性流场进行数值分析计算，采用SST湍流模型。

在交界面处采用混合面和滑移网格两种处理方法，对螺旋桨和艇体粘性流场进行数值模拟，比较光艇与含有螺旋桨情况下摩擦阻力的差异，并与ITTC1957公式进行比较，来验证结果的准确性，从而揭示真实螺旋桨和艇体之间相互作用的内在规律。

1 计算模型1.1 计算网格采用混合面和滑移网格模型进行螺旋桨/艇体流场的整体计算。

图2中a和b分别为采用混合面法和滑移网格法对螺旋桨区域和艇体区域的交接面，它们的交接面网格并非完全配合。

本文采用结构网格和非结构网格的混合网格。

主艇体及尾流场大部分区域采用O-H型多块结构网格，即横向为O型网格、纵向为H型网格，如图3所示；而在螺旋桨计算区域附近使用非结构网格，在靠近物面处网格加密，离壁面第一个网格的离壁距离为10-3艇长。

船体区域网格单元数：轴向×横向×周向=130×80×40。

对于艇体尾部的螺旋桨几何曲率比较大，如果生成结构网格，则可能产生负体积，故采用非结构网格替代［2］。

船舶流体计算
船舶流体计算是指通过数学模型和计算方法来分析船体在水中的流体力学特性。

这项计算可以用来评估船舶的稳定性、阻力和推进力等参数，从而确定船舶的设计和操作。

以下是船舶流体计算的一些常见方法：
1. 阻力计算：使用雷诺平均Navier-Stokes方程（RANS）或光
滑片面近似理论（SST）等方法，计算船舶在水中移动时受到
的阻力。

这些方法可以通过求解速度、压力和湍流模型来获得阻力数据。

2. 稳定性计算：通过计算船体的形状和重心等参数，使用浮力和重力的平衡条件来评估船舶的稳定性。

这可以帮助设计师确定船舶的荷载和货物分配，并确保船舶在水中的平衡状态。

3. 推进力计算：通过计算螺旋桨或推进器的叶片和水流之间的相互作用，确定推进力和功率需求。

这可以帮助船舶操作员选择合适的推进设备和工作点，并优化船舶的能源效率。

4. 过波阻力计算：通过计算船舶在波浪中移动时所受到的阻力，评估船舶的航行性能和航速。

这可以帮助设计师优化船体的形状和船型，以减小波浪阻力和提高船舶的速度性能。

5. 动力学模拟：通过建立船舶的动力学模型，使用牛顿定律和运动方程来模拟船舶在不同操作条件下的运动轨迹。

这可以帮助船舶操作员进行航线规划和操纵决策，确保船舶的安全和航行效率。

以上仅列举了一些常见的船舶流体计算方法，实际中可能还存在其他更专业和复杂的计算方法，根据具体情况和需求选择合适的计算方法进行船舶流体计算。

实船阻力及流场数值预报方法易文彬;王永生;杨琼方;李剑【摘要】为快速准确预报实船阻力及流场信息，对基于模型尺度数值计算外推方法、虚拟流体粘度方法、实尺度计算方法的阻力及流场计算结果进行了比较和分析。

在傅汝德数0.15~0.41内，3种方法与船模试验值外推预报的实船阻力差分别在7%、4.5%、3.5%以内，其中虚拟流体粘度方法和实尺度计算方法均考虑了粗糙度的影响。

在波形与伴流场的比较中，虚拟流体粘度方法与实尺度计算方法预报结果基本一致。

虚拟流体粘度的方法能够较好预报实船的阻力和流场，且计算量最小，具有较强的工程应用价值。

%This paper uses the extrapolation method based on the model-scale numerical calculation,virtual fluid viscosity method and full-scale calculation method to predict and analyze the resistance and flow field of a ship in full-scale. With the Froude number within the range of 0.15 ~ 0.41,the difference between the resistance predic-tions based on the three methods and the full-scale data extrapolated from the model-scale measurements is less than7%,4.5%,3.5%,respectively. In addition,the virtual fluid viscosity calculation and full-scale calculation had in-cluded the effects of roughness. The virtual fluid viscosity method and full-scale calculation method gave consistent predictions of the free surface evaluation and wake field. The virtual fluid viscosity method can predict full-scale re-sistance and the flow field well with the least computation time,and as a result is useful for engineering.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P532-536)【关键词】阻力预报;实尺度;粗糙度;虚拟流体粘度;实船阻力;流场;数值预报【作者】易文彬;王永生;杨琼方;李剑【作者单位】海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033;海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】U661.1船阻力预报大部分是基于模型试验进行的，但是模型试验一般是在傅汝德数相等的条件下进行的，与实船雷诺数并不相等。

高速船舶流场数值模拟技术研究现代海洋运输业的快速发展，导致需求越来越大的高速船舶，这些高速船舶对于流场性能要求极高。

然而，传统的船舶设计方法已经无法满足这种需求。

高精度、高效的数值模拟方法已成为不可或缺的设计手段。

在高速船舶流场数值模拟技术研究领域，数值模拟方法、模拟技术以及参数调整技术越发成为研究的关键。

一、数值模拟方法在高速船舶流场数值模拟研究中，最常用的方法是计算流体力学（CFD）方法。

CFD方法中最常使用的模型是雷诺平均Navier-Stokes方程（RANS）。

RANS方程可用于预测涡流结构和船体表面压力分布，从而对高速船舶的设计和优化提供定量数据支持。

在最新的高速船舶流场数值模拟研究中，研究人员还在使用大涡模拟（LES）模型。

LES能够提供更为精确的涡流信息，但相对而言模拟时间消耗较大。

二、模拟技术高速船舶的流场动态性强，常需要进行动态数值模拟。

因此，数值模拟中的时间步长和空间离散化的精度都对计算结果产生显著影响。

因此，诸如空间网格细度、时间控制、长度尺度等方面的模拟技术手段非常重要。

同时，在高速船舶的数值模拟中还需要处理复杂的问题，比如涡流结构、面团、可见玻璃球尺寸、海浪等各种因素。

研究人员常采用三维数值模拟技术处理这些变量，以得到更为精确的模拟结果。

三、参数调整技术使用数值模拟方法进行高速船舶的设计，关键在于运用合适与可靠的参数数值。

为此，研究人员需要发掘更多的关键因素并选择合适的数值。

调整的关键因素包括风向、浪浪、电缆绳索，水深、负荷尺寸，以及船体尺寸等诸多因素。

参数调整技术的另一重点是借助统计学方法。

这类方法可以预测任意一个参数可以带给设计的影响。

基于这些预留，调整的关键因素可以通过模拟预测的结果得到进一步的验证与修正。

总体而言，高速船舶流场数值模拟技术的发展随着科学计算手段的进步得到了极大地促进。

研究人员借助于先进技术手段，在模拟研究中可以更加深刻地把握船舶性能参数。

未来，技术手段会更加成熟，高速船舶流场数值模拟研究将更为丰富。

船舶流场的数值模拟与水动力性能优化船舶的水动力性能是影响其行驶速度、稳定性和燃油消耗的重要因素。

为了研究船舶水动力性能的优化方法，数值模拟成为一种可靠和高效的手段。

本文将介绍船舶流场的数值模拟方法，并探讨如何通过优化船体形状和推进系统设计来提高船舶的水动力性能。

1. 数值模拟方法船舶流场的数值模拟主要包括两个方面：流体运动方程的求解和边界条件的设定。

流体运动方程可以通过Navier-Stokes方程来描述，其中包括连续性方程和动量方程。

为了简化计算难度，通常会采用雷诺平均Navier-Stokes (RANS) 方程，其中引入了湍流模型来描述湍流效应。

在数值求解过程中，需要建立离散的网格，并对每个网格单元的物理参数进行求解。

常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法。

通过这些数值方法，可以得到船舶在运动过程中的速度、压力和湍流强度等参数，进而分析其水动力性能。

2. 形状优化船体形状是决定船舶水动力性能的重要因素之一。

通过数值模拟可以对船体形状进行优化，以减小阻力、提高速度和降低燃油消耗。

形状优化的方法主要包括基于响应曲面模型的优化和基于直接搜索的优化。

基于响应曲面模型的优化方法可以通过建立数学模型来描述船体形状与水动力性能之间的关系。

利用数值模拟的结果作为训练样本，可以建立出响应曲面模型，并通过优化算法来寻找最优解。

常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。

基于直接搜索的优化方法则通过构建一组候选解来寻找最优解。

在每一次迭代过程中，根据当前的候选解进行数值模拟，并评估其水动力性能。

通过不断调整候选解的参数，最终找到最优的船体形状。

3. 推进系统优化除了船体形状的优化，推进系统也是影响船舶水动力性能的重要因素之一。

推进系统的优化主要包括螺旋桨设计和动力配置的优化。

通过数值模拟可以对不同螺旋桨参数进行评估，并选择最优的设计方案。

同时，通过动力配置的优化可以合理配置机舱和发动机的位置，使得推力的传递更加高效。

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合湍流是流体运动中的一种复杂现象，它在自然界和工程应用中都非常常见。

为了模拟和预测湍流的行为，数学家和工程师们开发了各种湍流模型。

在Fluent中，作为一种流体动力学软件，它提供了多种常见的湍流模型，每个模型都有其自己的适用场合。

1. k-ε 模型最常见的湍流模型之一是k-ε模型。

该模型基于雷诺平均的假设，将湍流分解为宏观平均流动和湍流脉动两个部分，通过计算能量和湍动量方程来模拟湍流行为。

k-ε模型适用于边界层内和自由表面流动等具有高湍流强度的情况。

它还适用于非压缩流体和对称或旋转流动。

2. k-ω SST 模型k-ω SST模型是基于k-ε模型的改进版本。

它结合了k-ω模型和k-ε模型的优点，既能够准确地模拟边界层流动，又能够提供准确的湍流边界条件。

SST代表了"Shear Stress Transport"，意味着模型在对剪切流动的边界层进行处理时更为准确。

k-ω SST模型适用于各种湍流强度的流动，特别是在激烈湍流的边界层内。

3. Reynolds Stress 模型Reynolds Stress模型是一种基于雷诺应力张量模拟湍流的高级模型。

它考虑了流场中的各向异性和非线性效应，并通过解Reynolds应力方程来确定流场中的张应力。

由于对流场的湍流行为进行了更精确的建模，Reynolds Stress模型适用于湍流流动和涡旋流动等复杂的工程应用。

然而，由于模型的计算复杂度较高，使用该模型需要更多的计算资源。

4. Large Eddy Simulation (LES)Large Eddy Simulation是一种直接模拟湍流的方法，它通过将整个流场划分为大尺度和小尺度的涡旋来模拟湍流行为。

LES适用于高雷诺数的流动，其中小尺度涡旋的作用显著。

由于需要同时解决大尺度和小尺度涡旋的运动方程，LES计算的复杂度非常高，适用于需要高精度湍流求解的工程应用。

基于CFD的潜艇阻力及流场数值计算涂海文;孙江龙【摘要】The article numerically simulated the resistance and flow field of bare submarine body with different appendages and submarine body full-appended with RNG k-e model. And solving solutions with RANS equations. The girds were divided by ICEM CFD of CFD pretreatment software. Through numerical simulation, it obtained the submarine surface pressure distribution and some characteristics of the flow field near appendages. This is further to lay the foundation for optimizing the boat type and analyzing noise of submarine that induced by flow. And resistance contrast verified the reliability of numerical simulation to some degree.%运用雷诺平均N-S方程,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用RNG k-ε湍流模型,实现了对裸潜体、带指挥台围壳艇体、带十字尾翼艇体、全附体潜艇4种模型的阻力及粘性流场的数值模拟.通过数值模拟,得到了潜艇表面压力分布情况和附体附近流场的一些特性,为进一步优化潜艇的艇型和分析潜艇的流噪声打下了基础.而阻力的对比在一定程度上验证了数值模拟的可靠性.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】7页(P19-25)【关键词】潜艇;CFD;RNG k-ε模型;摩擦阻力【作者】涂海文;孙江龙【作者单位】华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430074;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】U674.76;TB5潜艇周围的流场特别是尾流场的流动特性，不仅对潜艇的水动力性能产生直接的影响，而且引发的流动是潜艇水动力噪声的主要来源之一，对潜艇隐蔽性有重要影响。

带自由面船体绕流场数值模拟孙荣;吴晓光;姜治芳;吴启锐;卢晓晖【摘要】采用CFD技术模拟带自由表面船体周围粘性流场,自由表面采用VOF法进行处理.将计算结果与经验公式估算结果和模型试验结果进行比较,给出阻力系数、波高等计算结果,较好地反映了船体兴波情况.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2008(003)002【总页数】3页(P1-3)【关键词】数值模拟;VOF方法;自由表面;粘性流动【作者】孙荣;吴晓光;姜治芳;吴启锐;卢晓晖【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064【正文语种】中文【中图分类】U661.11 引言在船舶设计中，对船舶阻力和船体粘性绕流的精确预报非常重要。

在船舶阻力方面，一般是将阻力分为彼此独立的两部分——粘性阻力和兴波阻力。

前者是由水的粘性引起，后者因自由面的存在及重力作用而产生。

粘性流动和自由面的计算在很长的时间内是分开考虑的，即用势流理论方法处理自由面，而另外通过求解RANS 方程来计算船体的粘性边界层。

在这种分离方法中，忽略了自由面对粘性的影响。

这是由于自由面的存在使流动计算变得非常困难，因为自由面一方面是求解的必要条件，另一方面其形状和位置并非事先预知，是作为解的一部分由求解过程给出。

随着计算机性能和计算流体动力学的发展，数值模拟成为船舶工程领域一种强有力的研究手段，而如何对绕船体自由面周围粘性流场进行数值模拟，也成为了船舶流体力学领域里具有重要理论价值和实用意义的研究方向。

本文采用商业软件CFX对绕船体自由面粘性流进行了数值模拟。

对计算结果进行了分析讨论。

2 CFD模拟2.1 控制方程及湍流模型文中模拟了在静水中以定常速度U0作匀速直线运动时船体周围的粘性流场，根据相对运动原理，可视船体静止，水流以速度-U0流向船体。

尺度效应对全附体潜艇阻力数值计算结果的影响操盛文;吴方良【摘要】采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将雷诺数为1.2×107时的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;采用不同数量的网格分别对不同尺度的SUBOFF模型在高雷诺数条件下的流场进行数值模拟,研究网格数量和艇体主尺度大小对高雷诺数条件下潜艇阻力计算结果的影响,通过对计算结果的分析,获得了尺度效应和网格数量对潜艇阻力数值计算结果的影响规律.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2009(004)001【总页数】6页(P33-37,42)【关键词】潜艇阻力;高雷诺数;粘性流场;数值计算【作者】操盛文;吴方良【作者单位】海军装备部驻武汉地区军事代表局,湖北,武汉,430064;中国舰船研究设计中心,湖北,武汉,430064【正文语种】中文【中图分类】U674.76随着计算机硬件和软件技术的发展，潜艇学术界和工程界迫切需要对潜艇在高雷诺数条件下的水动力特性进行数值模拟和试验研究，由于目前在实验室无法对潜艇进行高雷诺数（实艇雷诺数）条件下的水动力试验，建立专门的潜艇水下测速场是一项费用需求很大的工程，根据潜艇的航速来反推潜艇航行时的总阻力也只能精确到一定的水平。

因此，采用数值方法对潜艇在实艇雷诺数条件下的流场进行模拟有着非常重要的意义。

但是，利用数值计算对高雷诺数条件下潜艇流场进行模拟，要求计算网格的数量大幅度增加，需要数百万乃至数千万的网格，才有可能对实艇雷诺数条件下的流场进行计算。

过去由于计算条件，特别是计算机硬件条件的限制，针对潜艇在高雷诺数条件下流场和阻力的数值计算很少见到。

国内的一些学者［1，2］针对潜艇在低雷诺数条件下的粘性流体数值计算方法进行了探讨，但在高雷诺数领域的数值计算研究鲜有报道。

以前对潜艇的流场进行数值模拟和试验研究，主要集中在模型尺度的雷诺数计算，即在Re＝107左右条件下进行的［3，4］文献［5］采用数值计算和试验研究了高雷诺数条件下尺度效应引起的潜艇阻力变化。

基于滑移网格的带螺旋桨艇体尾流场数值分析方法姚震球;高慧;杨春蕾【摘要】采用雷诺平均N-S方程对艇后螺旋桨的粘性流场进行整体仿真计算,使用SSTκ-ω湍流模型进行方程组的封闭.为了研究带螺旋桨的艇尾部流动状况,采用滑移网格的处理方案.比较了带桨与不带桨情况下尾部流场的变化.仿真结果表明,应用滑移网格技术可以为艇后螺旋桨和潜艇整体流场的研究提供一种实用可靠的方法.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2008(022)002【总页数】6页(P15-20)【关键词】计算流体力学;潜艇;螺旋桨;整体计算;滑移网格【作者】姚震球;高慧;杨春蕾【作者单位】江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文【中图分类】U661.10 引言由于艇后螺旋桨的存在,其抽吸作用改变了潜艇尾部的流线和界层厚度,此外,潜艇形成的不均匀伴流场改变了螺旋桨的进流条件,导致了螺旋桨的不定常和不均匀的载荷分布,引起了螺旋桨的空泡、噪声和激振,使得带螺旋桨的艇尾部流动非常复杂。

因此,研究潜艇尾部流动与螺旋桨的相互作用具有重要的理论和实际意义。

应用模型实验方法研究潜艇尾部流动及其与艇后螺旋桨的相互作用花费巨大,实验周期较长,存在尺度效应、外界干扰等因素影响,还受到试验技术发展水平的限制,很难直观和精准地反映流场实际状况。

随着计算流体力学CFD技术的发展,粘流场数值模拟技术日趋成熟,数值方法已经能很好地模拟艇体尾流速度分布、艇体表面的压力分布和螺旋桨流场。

近年来国内外对于桨/艇之间干扰流动的数值进行了一些研究,模拟方法从早期的用分布体积力代替螺旋桨的方法向模拟艇后真实螺旋桨运转方式发展,如文献[2]采用移动网格技术模拟了吊舱推进船舶的尾流场;文献[3]用CFX-TASCflow对轴对称体与导管推进器组合体的三维复杂粘性流场进行了数值模拟;文献[4]应用基于混合面处理方法,对KRISO的3 600 TEU集装箱KCS(带桨)的尾流场进行了数值模拟。

KCS标称伴流场的尺度效应数值分析张海鹏;张东汗;郭春雨;王恋舟;刘恬【摘要】为了研究标称伴流场的尺度效应，对不考虑自由液面效应的KCS船的粘性绕流场进行研究，并基于RANS方法和SST k-ω模型对包含实尺度的7种不同尺度下的标称伴流场进行数值计算。

然后，将模拟结果与试验数据进行对比，进一步分析标称伴流场的尺度效应。

结果显示：各半径处平均轴向伴流分数的倒数与雷诺数的对数呈正相关；KCS裸船体桨盘面处的标称伴流场存在2个伴流峰，且伴流峰值会随雷诺数的增加而减小，有利于减小螺旋桨的空泡和激振力；小尺度模型的尺度效应更为明显，且内半径处的平均轴向伴流分数尺度效应问题比外半径处的更为严重。

%In order to study the scale effect of the nominal wake field, the viscous flow field of KCS is studied without considering the free surface effect, and the nominal wake fields of KCS at different scales including full scale are solved numerically using the RANS method and the SST k-ω turbulence model. By comprehensively comparing the computed results with experimental data, the scale effect of the nominal wake field is further investigated. This shows that the reciprocal of the mean axial wake fraction at each radius exhibits a near-linear dependence on the Reynolds number in a logarithmic scale; for the nominal wake field of the propeller disc of KCS without a propeller, two wake peaks exit, and the amplitude of the axial wake peak decreases with the increase of the Reynolds number, which is conducive to a decrease in propeller exciting force and propeller cavitation; the scale effect of the small scale model is more obvious, andthe scale effect of the mean axial wake fraction in the inner area is stronger than it is in the outer area.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2017(012)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】标称伴流场;尺度效应;KCS;数值计算【作者】张海鹏;张东汗;郭春雨;王恋舟;刘恬【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】U661.1船舶在水中航行时会产生伴流，船舶伴流场是个十分复杂的三维速度场。

第二十二屆中國造船暨輪機工程研討會暨國科會成果發表會
台北市長榮海事博物館March 6-7, 2010
StM 船型雙體模型流場計算
趙修武*徐浩翔
台灣科技大學機械工程學系
台北市基隆路4段43號
*E-mail: chausw@.tw
摘要
為了解不同紊流模型以及網格密度對於StM 船型船艉流場的影響，本研究使用計算流體力學泛用軟體STAR-CCM+計算基於雙體模型假設之船舶周圍流場。

本研究在模型尺寸計算中討論7個不同網格密度與5組不同紊流模型對於船艉流場的影響，在實船尺寸計算中討論3組不同紊流模型對於船艉流場的影響。

本研究發現當使用網格數目大於50萬時，對於螺槳面上速度分佈的影響不大，不同紊流模型的計算結果在螺槳面速度分佈圖有所的不同，並且經由與實驗結果比對，發現在所使用的紊流模型中RST紊流模型結果最佳，該模型可獲得實驗中顯示的兩個低速渦流區。

本研究並發現實船尺寸的船舶周圍流場中，原來在模型尺寸螺槳面的兩個低速渦流區則較不明顯。

最後本研究分析模型尺寸船體阻力係數與網格密度、紊流模型的關係，發現壓差阻力係數的變異量約在5%以內，摩擦阻力係數的變異量小於1%，總阻力係數的變異量則小於0.3%，在不同尺寸下紊流模型間的總阻力係數變異量可達2.5%左右。

實船尺寸的摩擦阻力係數則與ITTC、A TTC摩擦阻力曲線結果接近，實船尺寸總阻力係數約為模型尺寸總阻力係數的54%左右。

關鍵字：網格密度、紊流模型、船舶流場計算。