船舶前缘引流和微气泡综合减阻数值模拟的中期报告.docx

船舶前缘引流和微气泡综合减阻数值模拟的中期报告
一、研究背景和意义
随着全球经济的发展，海洋航运业已成为国际贸易的支柱之一。船舶行驶时，船体会在水中产生阻力，这种阻力是影响船舶运行速度和能耗的主要因素。因此，如何减少船体阻力，提高船舶运行效率成为海运领域的重要研究方向。
目前，船舶减阻技术主要包括船体形状优化、表面摩擦减小、引流技术等方法。其中，船体前缘引流技术是一种有效的减阻方法。通过在船舶前缘表面安装较细密的微排，可以将悬浮的气泡移开，使水流更加流线化，从而减小水流的湍流损失，降低水动力阻力。同时，微排表面优异的防污性能能够减小藻类生物附着及粘附的影响，保持良好的表面水动力性能，提高船舶的航行性能。
因此，本研究选择船舶前缘引流技术作为研究对象，探究微气泡与前缘引流对船舶减阻性能的综合影响，为船舶运行效率提高和能耗降低提供科学依据。
二、研究方法
本研究采用数值模拟方法，对不同微气泡体积分数下船舶前缘引流的减阻效果进行了仿真分析。具体步骤如下：
1.获取船舶三维壳体模型，并进行前缘引流绘制和微气泡设定。
2.在流场模拟软件中建立流场模型，设定边界条件及运动条件。
3.进行有微气泡和无微气泡两种情况下的流场模拟。
4.通过数值分析软件进行数据处理，比较有微气泡和无微气泡情况下的阻力系数大小；分析微气泡体积分数对阻力系数的影响，并根据得出的结果提出相应的建议和改进措施。
三、预期成果
本研究通过数值模拟方法，探究微气泡与前缘引流对船舶减阻性能的综合影响，预计能够得出以下成果：
1.分析微气泡体积分数对船舶减阻效果的影响规律。
2.得出前缘引流和微气泡综合使用对船舶减阻的影响；并优化提出船体前缘引流和微气泡使用方案。
3.实验结果将为船舶前缘引流和微气泡综合使用在船舶设计中的推广提供实验数据和理论依据，为船舶运行效率提高作出贡献。