使用CFD计算物体在水中的附加质量

2016-10-07 by:CAE仿真在线来源:互联网

物体在水中匀速运动是需要推力的,在不同的速度下,所需要的推力大小不一样。但是在对推进器推力的输出控制中,有时候只通过水的当前速度来控制输出功率是不够的,我们还需要考虑物体的加速度对推力的影响。举个例子,一个物体在水中的当前速度是1m/s,它的加速度是2m/s,此时推进器的输出推力明显是要比在匀速中以1m/s运动时要大的。

我们不可能计算物体在每个加速度下的阻力值,在势流理论中,我们知道这个值实际上是和附加质量有关系的,只要知道了附加质量,由加速度引起的力的大小也就可以得到了。CFD求解附加质量的方法可以参考文献http://wenku.baidu.com/view/da48c64433687e21af45a90f.html。

最初看见这篇文章,本人抱着很大的怀疑态度的。所以多2个简单的物体做了验算,与理论值对比了下,发现误差真的很小。

无限长圆柱,圆柱的半径为0.1m,结果如下:

附加质量lamda11 CFX计算结果: 31.642kg

理论值 31.4159: 误差0.72%

附加质量lamda11 CFX计算结果: 2.0962kg

理论值:2*pi/3=2.094395 误差0.086%

结果还真的是比较准确。受人所托,帮他算了下水下平台的附加质量:纵向120t、横向593t、垂向13000t。702研究所号称用某商业软件(702就是这么说的,什么商业软件他们没说,估计用的盗版。。汗)计算的结果为:纵向200t、横向600t、垂向12600t。纵向的结果相差很大,无法对702的结果进行检验,所以只能这样了,剩下的附加质量值还在计算中,702只给出了上面的3个值。

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