FLUENT软件在船舶操纵线性水动力导数计算中的应用

"该研究探讨了船舶在粘性流场中的操纵水动力预测，通过二次开发计算流体力学软件FLUENT，利用其动态网格技术和后处理系统，对大型船舶的线性水动力导数进行了数值计算。研究涵盖了不同操纵状态，如变舵角、斜航、纯横荡和纯首摇，通过最小二乘法对计算数据进行曲线拟合，获取船舶操纵运动的线性水动力导数。计算结果与理论估算值一致，证明该方法适用于复杂船舶运动的水动力导数计算。" 在这篇2008年的论文中，作者李冬荔、王彪和杨亮深入研究了船舶操纵的线性水动力导数计算方法。他们针对粘性流场环境下的船舶操纵水动力预报这一主题，选择了商业软件FLUENT作为基础工具，并对其进行了二次开发。FLUENT是一款广泛应用的计算流体力学(CFD)软件，能够模拟流体流动的复杂现象。在本研究中，他们特别利用了FLUENT的动态网格技术，这一特性允许网格随船舶运动而改变，从而更精确地模拟流体与船体的相互作用。 研究中考虑了多种操纵状态，包括舵角变化、船体斜航、纯横向摇摆（横荡）和纯首部摇摆（首摇）。这些状态是船舶在实际操作中可能遇到的情况，对理解和预测船舶的操纵性能至关重要。通过数值计算，研究人员得到了在这些状态下作用于船体的水动力和力矩，然后运用最小二乘法对这些数据进行曲线拟合，以求得线性水动力导数。这种方法能够揭示船舶在不同操纵条件下水动力的变化规律。 线性水动力导数是描述船舶响应速度和方向的关键参数，对于设计和优化船舶操纵性能具有重要意义。论文指出，数值计算结果与理论估算值的一致性验证了该方法的有效性和准确性，这为复杂船舶运动的水动力导数计算提供了一种可靠的方法。因此，该研究对于提升船舶操纵性评估的精确度，以及在设计阶段预测船舶的操纵性能有重要价值。 关键词：FLUENT软件、动态网格、船舶操纵、水动力导数。这篇论文的分类号和文献标识码分别表示它属于工程科技领域和原创性研究文章。这项工作为理解和计算船舶在复杂情况下的操纵性能提供了新的视角和工具。