Анализ полного сопротивления корпуса судна на различных скоростях хода

Аннотация

В статье предложен метод для анализа полного сопротивления движению судна на скоростях хода, соответствующих числу Фруда по длине от 0,14 до 0,41. Основная идея метода состоит в разделении корпуса судна на составляющие поверхности. Данный подход позволяет рассчитать распределение силы сопротивления по длине судна. На основании полученных данных могут быть выбраны зоны для корректировки обводов, а также может быть выполнено более качественное сравнение нескольких вариантов корпуса. Перед примером применения предложенного метода были выполнены постановка задачи расчета сопротивления в программном комплексе OpenFOAM, валидация расчетной схемы и проверка сеточной сходимости. Для выполнения расчетов использовались стандартный решатель interDyMFoam и модель корпуса DTMB 5415. Для реализации предложенного метода корпус DTMB 5415 был разделен на 22 поверхности по длине судна. По результатам расчетов были получены кривые распределения силы сопротивления по длине корпуса для рассматриваемых скоростей хода. По результатам анализа кривых были разработаны два варианта обводов носовой оконечности корпуса DTMB 5415: без бульба и с обтекаемым бульбом. Оба варианта обводов обладают меньшим сопротивлением на всех скоростях хода по сравнению с базовым корпусом DTMB 5415. По результатам анализа кривых распределения силы сопротивления трех корпусов получено, что в районе средней и кормовой частей корпуса (~3/4 длины судна) распределенная сила сопротивления практически не зависит от скорости хода и обводов носовой оконечности. Носовая оконечность при этом играет первостепенную роль в формировании значении полного сопротивления корпуса.