Введение
Глава 1. Анализ современного состояние проблемы гидродинамического взаимодействия 9
1.1. Проблема гидродинамического взаимодействия 9
1.2. Силы и моменты, действующие на судно при его криволинейном движении
1.2.1. Классификация сил и моментов 14
1.2.2. Методы определения сил и моментов 17
1.3. Основные подходы к определению сил гидродинамического взаимодействия 20
Выводы по Главе 1 40
Глава 2. STRONG Методы вычислительной гидродинамики в решении задач обтекания трехмерных
объектов потоком вязкой несжимаемой жидкости STRONG 43
2.1. Постановка задачи обтекания системы тел потоком невязкой жидкости 43
2.2. Метод дискретных вихревых особенностей 45
2.3. Основные уравнения динамики вязкой несжимаемой жидкости 46
2.4. Основные подходы к моделированию турбулентных течений
2.4.1. Метод прямого численного моделирования 50
2.4.2. Метод решения осредненных по времени уравнений Навье-Стокса 52
2.4.3. Метод крупных вихрей 56
2.5. Обшая характеристика коммерческих расчетных комплексов 58
2.5.1. Общая структура процесса решения инженерной задачи на основе методов вычислительной гидромеханики 61
2.5.2. Основная система уравнений 64
2.5.3. Дискретизация уравнений движения вязкой жидкости 65
2.5.4. Схемы аппроксимации уравнений переноса 70
2.5.5. Моделирование турбулентности в рамках RANS 74
2.5.6. Прямой расчет компонент тензора напряжений Рейнольдса 78
2.5.7. Моделирование влияния свободной поверхности жидкости 79
2.5.8. Алгоритм скользящих расчетных сеток 80
Выводы по Главе 2 82
Глава 3. Численные подходы к определению гидродинамических сил и моментов 84
3.1. Моделирования движения тела Вигли в безграничной жидкости 86
3.1.1. Постановка задачи: изолированное тело Вигли 86
3.1.2. Постановка задачи: взаимодействие тел Вигли 88
3.1.3. Результаты численного эксперимента: изолированное тело Вигли и при взаимодействии 88
3.2. Моделирование движения тела Вигли и модели корпуса контейнерного судна в безграничной жидкости: влияние формы и моделирование турбулентности 93
3.2.1. Постановка задачи 96
3.2.2. Результаты численного эксперимента 96
Выводы по Главе 3 103
Глава 4. Моделирование гидродинамического взаимодействия судов в процессе обгонного движения 105
4.1 Некоторые результаты экспериментальных исследований 105
4.2. Предварительное моделирование гидродинамического взаимодействия: определение основных параметров численного моделирования . 109
4.2.1. Система координат 110
4.2.2. Постановка задачи: отсутствие относительного продольного смещения судов 112
4.2.3. Результаты численного эксперимента 113
4.3. Обход стоящего судна в условиях встречного течения при разных значениях поперечного расстояния 116
4.3.1. Постановка задачи 116
4.3.2. Результаты численного эксперимента 117
4.4. Процедура получения безразмерных коэффициентов сил и моментов с учетом гидродинамического взаимодействия 122
4.5. Mоделирование гидродинамического взаимодействия: исследование влияния соотношения скоростей движения 127
4.5.1. Постановка задачи: обход стоящего судна 127
4.5.2. Результаты численного моделирования. 130
4.5.3. Постановка задачи: влияние относительной скорости движения 135
4.5.4. Результаты численного моделирования. 136
Выводы по Главе 4 147
Глава 5. Имитационное моделирование гидродинамического взаимодействия судов в условиях обгонного движения 149
5.1. Уравнения прямолинейного движения судна, симметричного относительно диаметральной плоскости 149
5.2. Силы и моменты, обусловленные действием движительно-рулевого комплекса 150
5.3. Математическая модель гидродинамического взаимодействия 153
5.4. Применение разработанного подхода в рамках имитационного моделирования 159
Выводы по Главе 5 169
Заключение 170
Литература
