船舶阻力性能研究：船艏形式优化与数值计算分析

"这篇研究论文探讨了不同船艏形式对船舶阻力性能的影响，通过阻力试验和计算流体力学（CFD）数值计算方法进行了深入研究。作者们首先基于一种特定船艏形式的船模进行了实验和计算，随后在此基础上优化改进了船模的艏部型线，设计出两种新的船艏形式，并对改进后的模型进行了CFD计算。通过对这三种船艏形式的阻力性能比较，他们发现适当增加船舶艏部型线的外凸程度可以有效降低船舶阻力，从而提高性能。关键词包括船舶阻力、CFD、船艏形式、阻力试验、Star-CCM+（一种常用的CFD软件）、型线优化和节能。该研究发表于2018年，由上海船舶研究设计院和哈尔滨工程大学船舶工程学院的学者合作完成。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **船舶阻力性能**：研究的重点是探讨如何通过调整船艏型线来改善船舶在水中的阻力性能，这是船舶设计中的关键因素，直接影响到航行效率和燃油消耗。 2. **计算流体力学（CFD）**：这是一种数值模拟技术，用于预测和分析流体流动和相关现象，如阻力。CFD在船舶设计中广泛应用，可以提供精确的流场数据，以优化船舶性能。 3. **船艏形式**：船艏的形状对船舶的水动力特性有显著影响。本研究中，作者们设计了不同形式的船艏，旨在通过改变其外凸程度来减少阻力。 4. **阻力试验**：物理实验，通过在水槽中测试船模来测量阻力，是验证理论计算和CFD模拟的有效方法。 5. **型线优化**：船舶设计中的一个关键步骤，通过修改船舶的外形轮廓，尤其是船艏，以减少阻力，提高速度和燃油效率。 6. **Star-CCM+**：这是一个强大的CFD软件工具，用于进行流体动力学的仿真计算，包括船舶阻力计算。 7. **节能**：优化船艏形式的目标之一是降低能耗，通过减少阻力，船舶可以更有效地运行，从而节省燃料。 这篇研究通过结合实验和计算方法，提供了对船舶设计改进的实用见解，有助于未来船舶设计的优化和能效提升。