CFD数值模拟船舶在波浪中回转操纵运动-欢迎光临万德成教授研究团队.PDFVIP

高新船舶设计制造 第二届“高新船舶与深海开发装备”创新论坛论文集 13 CFD 数值模拟船舶在波浪中回转操纵运动 * 王建华，万德成，陈刚 （(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 高新船舶与深海开发装备协 同创新中心，上海 200240, *通信作者：dcwan@) 摘 要：本文采用基于重叠网格技术的 CFD 求解器进行了全附体双桨双舵的船舶在波浪中自由回转操纵 运动的直接数值模拟。船体模型采用标准船模 ONRT ，数值计算采用自主开发的 CFD 求解器 naoe-FOAM-SJTU。动态重叠网格技术用于实现船、桨、舵系统复杂运动求解，计算中螺旋桨转速对应于 静水中的船模自航点，进行 35°转舵，实现自由回转船舶操纵运动。采用开源造波工具包waves2Foam 进 行移动计算域中的波浪场生成。通过全粘性流场的整体求解，给出了波浪中自由回转操纵运动中船舶六自 由度运动、螺旋桨和舵的水动力载荷变化。同时给出了波浪中船舶的回转圈特征参数以及同试验结果的对 比。通过数值计算得到的细致流场信息，分析了波浪对船舶自由回转操纵运动的影响。数值预报得到的船 舶运动轨迹，回转圈参数同试验值吻合良好，充分证明了 naoe-FOAM-SJTU 求解器在进行波浪中船桨舵 配合下的船舶自由回转操纵运动数值预报中的适用性和可靠性。 关键词：波浪中船舶操纵；自由回转；船桨舵配合；naoe-FOAM-SJTU 求解器；重叠网格方法 CFD Simulations of Ship Turning Circle Maneuver in Waves * WANG Jian-hua, WAN De-cheng , CHEN Gang (State Key Laboratory of Ocean Engineering, School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep-Sea Exploration, Shanghai, China) * Corresponding author: dcwan@ Abstract: In the present work, a RANS-overset method is used to numerically investigate turning circle maneuver in waves for a twin-screw ship. CFD solver naoe-FOAM-SJTU is used for the numerical computations of the fully appended ONR Tumblehome ship model. Overset grids are used to fully discretize the ship hull, twin propellers and rudders. The simulation of turning circle maneuver is carried out at constant propeller rotational speed with 35° rudder deflection. Open sourc