摘要：[目的]旨在系统性研究小型无人双体船的水动力性能。[方法]基于STAR-CCM+数值仿真软件,数值模拟小型无人双体船在不同弗劳德数Fr下静水状态和自航状态时的水动力性能。仿真选用非稳态RANSE模型,使用动态流体相互作用(DFBI)模型和重叠网格功能模拟双体船的纵倾与垂荡,并采用体积力法代替推进器的作用。使用摩擦阻力系数经验公式验证小型无人双体船在静水状态下的仿真结果,同时将自航试验结果与自航状态下的仿真结果进行对比以验证仿真结果的准确性。[结果]结果表明,当推进器转速为3000 r/min时,小型无人双体船在自航状态下的总阻力与静水航状态下的相差21.099%;在不同的推进器转速下,小型无人双体船在自航状态下的推力仿真值与试验值间的相对误差均小于10%。[结论]仿真值与试验值的对比验证了仿真的可靠性,采用体积力法研究的船体在自航状态下的水动力性能与静水状态下的差异较大,所用数值方法可为进一步预报双体船的水动力性能提供参考。

摘要：[目的]旨在研究空化模型对实尺度螺旋桨空化模拟结果的影响。[方法]运用伯努利方程预测螺旋桨空化发生时的转速,通过实船试验观察螺旋桨空化状况;采用CFD数值仿真螺旋桨空化状态,确定仿真中边界层网格厚度并在建立水动力模型后生成网格;模拟时的湍流模型分别选择标准k-ε模型,空化模型分别选择Schnerr–Sauer(S–S)和Zwart–Gerber–Belamri(ZGB)模型;追踪记录螺旋桨表面最大气体体积分数并观察其气体分布情况,将数值仿真结果与试验结果对比,比较两种空化模型的模拟精度。[结果]结果表明,相较于标准贴合。对螺旋桨表面最大气体体积分数进行监测,发现湍流模型的选择对空化剧烈程度的影响不大,而使用S–S模型的结果明显高于ZGB模型。[结论]研究表明,湍流模型对空化区域面积有较大影响,空化模型对空化的剧烈程度有较大影响,对螺旋桨空化仿真而言,Realizable k-ε湍流模型的模拟精度高于标准k-ε模型。