基于IDDES方法的模型尺度和实尺度VLCC阻力预报与流场分析

随着CFD技术的发展和计算机运算能力的提高,CFD在船舶设计中发挥着越来越重要的作用。目前CFD对于船舶阻力的计算基本集中在模型尺度,一方面因为实尺度缺乏相关的实验数据,导致缺乏对实尺度高雷诺数下近壁面湍流模型和壁面函数的探索;另一方面也是因为在实尺度计算中,非定常特征更加明显,数值计算的复杂性会大大增加,传统的RANS方法处理起来较为困难。该文应用基于OpenFOAM开发的船舶与海洋工程水动力求解器naoe-FOAMSJTU,应用改进的DES模型—IDDES,采用CFD方法同时对模型尺度和实尺度的32万吨VLCC进行阻力预报,并分别与RANS的计算结果、实验结果/三因次换算结果进行比较分析。在实尺度计算中考虑到表面粗糙度的影响,采用带粗糙度补贴的壁面函数进行近壁面处理。该文探讨了采用IDDES方法在船模和实船阻力预报中的可行性,同时也对实尺度和模型尺度下的流场进行了讨论与对比分析。     

基于三种方法的螺旋桨敞水性能数值预报

该文基于三种不同的CFD方法:多重坐标参考系法(MRF)、任意网格界面元法(AMI)和重叠网格方法(Overset)对某一四叶螺旋桨的敞水性能进行数值模拟和预报,并对螺旋桨周围的流场进行了分析。其中,对于任意网格界面元法(AMI)与多重坐标参考系法(MRF),分别采用开源CFD计算软件Open FOAM所提供的求解器pimple Dy MFoam与MRFSimple Foam进行计算;对于重叠网格方法(Overset),采用基于Open FOAM平台开发的具有重叠网格模块的船舶与海洋工程水动力求解器—naoe-FOAM-SJTU进行求解。通过与试验结果的对比以及方法间的比较,验证了三种方法在螺旋桨敞水性能预报中的可靠性和有效性,并总结了各方法的特征与优劣。同时也对螺旋桨附近的流场特征进行了讨论与分析。