1. 研究目的与意义（文献综述）

1目的及意义

1.1研究背景

双体船是一种高性能排水型船,它由两个相同的片体和一个连接桥所组成,双体船与常规的单体船相比具有明显的性能优势,如快速性、耐波性、操纵性、两栖性、浅吃水性、舒适性等,所以双体船一直都是被研究的热点。目前，双体船也被运用到客船领域。而双体船船型的设计关键在于其水动力性能的研究,而阻力性能的预报是水动力性能研究的重要内容，因此，对双体客船做出准确的阻力性能预报是很必要的。

1.2国内外研究现状分析

目前，船舶阻力性能的研究方法主要有模型试验法、理论研究法、经验公式法和计算流体动力学法（computational fluid dynamics, cfd）。其中传统基于模型试验流体动力学法对船舶快速性的预报精确度较高,实用性较强；cfd方法具有预报精度高、适用性广、成本低廉、周期短等优势。cfd方法的出现将传统的基于经验的设计方法转变成了基于仿真的设计方法，在船舶领域得到广泛应用。

自上世纪70年代cfd方法应用到船舶水动力性能预报到现在已经经历了40多年的发展。最近一次ittc会议在无锡召开，大会报告总结了关于船舶cfd近几年在阻力、推进、操纵、耐波性和波浪稳性等方面的应用发展，归纳如下:(1)关于船舶阻力方面。cfd方法预报船舶阻力问题包括:高fr数工况下多体船、滑行艇等非常规船阻力预报以及限制水域对阻力的影响。高速船阻力结果的平均误差水平为2%~6%不等,最大误差约为15%;浅水下蹲误差不超过10%。(2)关于船舶推进性能方面。cfd方法数值求解船舶推进问题包括船舶自航、螺旋桨性能、船桨压力分布等。使用rans方法预报的阻力、自航因子精度高，结果误差的不确定度小于1%;关于带桨尾流场的数值模拟，les方法更受大家青睐。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）开展标准船型的阻力性能cfd数值预报，并采用试验数据对船模阻力数值预报的精度进行校验。

（2）开展双体客船阻力性能数值模拟的网格无关性研究，将船模网格数分成一组数量，然后进行cfd计算，得出网格数量少并且误差小的合适的网格数。然后对时间步长进行无关性分析，设置几组不同的时间步长，分别进行cfd计算，选出合适的时间步长。

（3）进行湍流模型优选研究。分析几种不同的湍流模型，分别对湍流模型进行cfd计算，选出合适的湍流模型进行后续的双体船cfd计算。

3. 研究计划与安排

第1周：布置任务，查找文献，安装软件。

第2周：阅读文献，开始撰写开题报告。

第3周：完成开题报告的撰写与上传。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]姚仁太,郭栋鹏.计算流体力学基础与star-cd工程应用[m]. 北京:国防工业出版社,2015.

[2]王福军.计算流体动力学分析:cfd软件原理与应用[m].北京:清华大学出版社,2004.

[3]洪智超.基于cfd方法的船舶水动力性能预报及优化[d].大连：大连理工大学，2018.