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采用不同湍流模型对带自由面船舶粘性流 场计算的分析比较 靳 伟 万德成 (上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 上海 200240) 摘要: 本文通过把计算流体力学软件Fluent 中提供的几种二方程湍流模型配合不同的壁 面函数，对KCS(KRISO Container Ship)船在考虑粘性自由面拖曳情况下的水动力学性能进行 了计算。通过对比各个湍流模型计算得到的结果，并与实验数据比较，得到了不同湍流模型 对带自由面船舶粘性流场的水动力学特性的预测效果，为带自由面船舶粘性流场计算的湍流 模型的选取提供了参考性意见。 关键词: 湍流模型；壁面函数；自由面；KCS船 Comparison of Turbulence Models in the Calculation of Ship Viscous Flows with Free Surface Jin Wei Wan Decheng (State Key Laboratory of Ocean engineering, School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: The free surface viscous flows of KCS (KRISO Container Ship) is simulated using the CFD software Fluent based on different turbulence models coupled with several wall functions provided in the Fluent. By comparison of the results of the different turbulence models and wall functions with the experimental data, the predicting effects of the turbulence models on hydrodynamics of ship viscous free surface flows are analyzed, which is helpful for the choosing of turbulence models in the calculation of ship viscous flow. Key words: Turbulence Models; Wall Functions; Free Surface Flows; KRISO Container Ship 1．引言 随着电子计算机的快速发展，计算流体力学也经历了巨大的变化。CFD 的计算由势流 发展到粘性流，粘性流的计算方法也由边界层方法发展到 RANS 方法，大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES) 以及直接求解NS 方程的直接数值模拟(Direct Numerical Simulation, DNS) 。 就船舶 CFD 而言，国际、国内的一系列有代表性的船舶水动力会议见证了船舶 CFD 研究方 法以及内容上的更新。由 SSPA(Swedish State Shipbuilding Tank)和 ITTC(International Towing Tank Conference)阻力委员会共同组织，始于 1980 年的哥德堡会议，以评估粘性流动计算的 发展状态，找出 CFD 的发展方向为目标，对船舶 CFD 发展过程有重要影响。首届共有 17 1