Численное исследование гидродинамических характеристик плоскокилеватой пластины на режиме глиссирования
Программные продукты: ANSYS CFD
Отрасли: Судостроение

Специалисты R&D Центра АО «СимуЛабс» совместно со специалистами московского отделения ЦАГИ провели численное исследование в ANSYS  Fluent гидродинамических характеристик плоскокилеватой пластины в широком диапазоне чисел Фруда. Результаты моделирования сравнивались с результатами экспериментального исследования в опытовом бассейне*.

Задачи, связанные с моделированием гидродинамики судна, можно свести к рассмотрению двухфазной системы с неперемешивающимися фазами.

Моделирование такого рода течений приводит к необходимости решения системы уравнений Навье–Стокса отдельно для каждой фазы с учетом граничных условий на поверхности раздела и одновременным определением положения этой поверхности.

Существует несколько подходов к определению границы свободной поверхности: 

  • Методы явного выделения межфазных границ с перестраиваемыми сетками.
  • Методы, основанные на отслеживании объема каждой фазы в расчетных ячейках, близких к границе сред (метод «Volume of Fluid» – VOF).
  • Методы, основанные на использовании Лагранжевых сеток, движущихся вместе со средой.

В данной работе использовался модифицированный метод VOF**, как наиболее робастный и требующий разумное количество вычислительных ресурсов.

Явления, связанные с поверхностным натяжением, описывались с помощью модели непрерывной поверхностной силы (CFS – Continuum Surface Force), разработанной  Brackbill J.*.

Для коэффициентов полного момента и полной подъемной силы было получено хорошее совпадение результатов численного моделирования с экспериментом в диапазоне числа Фруда Fr = 3 ¸ 15. Также хорошую корреляцию с экспериментом показала смоделированная форма смоченной поверхности, имеющая вид параболического треугольника при малых значениях угла дифферента.

* Коврижных Л.Д. Исследование гидродинамических характеристик плоскокилеватых пластин, глиссирующих на режимах без смачивания скул. Труды ЦАГИ, вып. 1861, 1977).

** Zwart, P. J., Scheuerer, M., and Bogner, M. (2003). Free surface flow modelling of an impinging jet. In ASTAR International Workshop on Advanced Numerical Methods for Multidimensional Simulation of Two-Phase Flows.

*** Brackbill J.U., Kothe D.B., Zemach C. A Continuum Method for Modelling  Surface Tension. Journal of Computational Physics, 1992, vol. 100, pp. 335-354.



Ключевые слова: Многофазные потоки, свободная поверхность, судостроение, глиссер
Все проекты

Похожие проекты

Русификация графического интерфейса ANSYS Mechanical
SimuLabs LMA - независимый мониторинг сервера лицензий ...
SimuLabs Copter Wizard: Automation, integration and cou...

 
 
Контактная информация

111672, г. Москва,
ул. Суздальская, д. 46,
офис 203

Тел. : +7 (495) 646-56-77