考虑自由表面的组合拖曳体阻力计算与设计优化

李 雪 剑，刘 志 军，刘 戈，林 焰*,3

(1.大连理工大学 船舶工程学院, 辽宁 大连 116024；2.中国船舶重工集团公司 第七六〇研究所, 辽宁 大连 116001；3.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024 )

考虑自由表面的组合拖曳体阻力计算与设计优化

李 雪 剑1，刘 志 军2，刘 戈1，林 焰*1,3

(1.大连理工大学 船舶工程学院, 辽宁 大连 116024；2.中国船舶重工集团公司 第七六〇研究所, 辽宁 大连 116001；3.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024 )

拖曳体作为一种水下设备，主要用于水下探测、海底地形勘探．其可以按照具体的需求进行设计，故拥有较强的实用性．组合拖曳体具有多个单体，结构复杂，相互干扰之下使得兴波阻力难以计算．因此以一种拥有水上部分的大型组合拖曳体的设计为背景，借助模型拖曳阻力试验，基于CFD理论，使用Star CCM商业软件，配合笛卡尔网格的离散形式，对水面拖曳体的阻力进行计算．通过与试验阻力值的对比，验证了数值算法的准确性．同时，基于计算结果及设计约束条件，对拖曳体结构外形进行优化，并使用数值方法进行了计算，计算结果表明优化后的拖曳体总阻力值有25%的下降．

组合拖曳体；阻力优化；外形设计；模型试验；数值仿真

0 引 言

随着现代海洋开发需求的增长，水下探测设备的建造和使用得到了快速的发展．目前，水下探测设备主要分为两种：无人水下航行器和载人水下航行器，其中无人型又可以分为遥控式(remote operate vehicle， ROV)、自主航行式(unmanned underwater vehicle， UUV或autonomous underwater vehicle， AUV)和拖……