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研究生:蔡昇佑
研究生(外文):Sheng-Yo Tsai
論文名稱:潛艦帆罩接面渦漩之數值研究
論文名稱(外文):Numerical Study on the Juncture Vortex Around Submarine Sail-Hull
指導教授:郭真祥郭真祥引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:工程科學及海洋工程學研究所
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:接面渦漩消减機制接面渦漩帆罩
外文關鍵詞:juncture vortexsailNACA0018
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潛艦在現今海上作戰系統中仍佔有相當的戰略地位。對所有水面艦來說,在海面下活動的潛艦,是個極大的威脅,其威脅性乃來自於潛艦的隱蔽性。由於潛艦所產生的噪音,乃是暴露自己行蹤的隱憂,故各國所發展之潛艦,無不以降低潛艦所產生之噪音為主要考量。而帆罩所產生之接面渦漩,可能流入螺槳作動範圍,使得螺槳入流不均勻。造成螺槳葉片震動,而產生噪音,因此如何降低接面渦漩之影響,亦是達成低噪音螺槳的重要課題。本文先以一利用圓柱來產生接面渦漩之實驗數據,與數值模擬之結果進行比對,初步顯示以數值方法計算接面渦漩之可行性;接著以不同網格點密度,計算由NACA0018翼形斷面建構之柱體與底部平面之接角所產生之接面渦漩,並探討不同網格密度所得之計算結果以及其所造成之差異,用以估計基於時間效益及計算準確度之考量上,於接面渦漩計算所需之較合適之網格點數;接著乃是建立單獨帆罩網格,以CFD方法計算帆罩與船體接面所產生之接面渦漩並加以詳細解析,從而發展一消減接面渦漩產生之方法。其中帆罩外型參考德國209潛艦幾何資料,並以NACA0018翼形斷面為帆罩剖面建構而成。爲考慮接面渦漩與帆罩本身之雷諾數ReL (ReL之範圍=1.07*107~1.17*108之)間之關係,ReL之計算是以帆罩本身長度L=10.4公尺為基礎,經由入流速度之改變確認帆罩接面渦漩位置與雷諾數ReL無明顯關係,再進一步考慮接面渦漩消減機制之建立。此機制乃是於帆罩與船體間另外添加一具有不同坡度之外罩,藉由坡度之調整,觀察不同坡度之消減機制其渦漩之渦漩結構及強度上之改變,嘗試找出有效消減接面渦漩形成之機制,以爲未來帆罩外形設計之參考。
Submarine, a type of warship, is designed to operate underwater for a period of time. They are designed to work quietly underwater to avoid detection. For all navy vessels, submarine is a giant threat to its concealment. The noise generated by submarine, is the secret worry of the danger to be detected. So, how to lower the noise generated by submarine is the main consideration .The juncture vortex around the sail-hull, will induce the vibrations of the propeller blades, and then generate noise. In this paper, a circular cylinder, a wing with sections of NACA0018 profile mounted on the plate and a single sail established with the section of NACA0018 which refers to the sail geometry of the German Type 209 diesel-electric submarine, will be used for analyzing the vortex structure by using the CFD method. Then we discuss the vortex phenomenon around sail with Reynolds numbers ranging between 1.07*107 and 1.17*108. Finally, we change the geometry of sail and hope it can be used for reducing the vortex strength.
摘  要 一
Abstract 三
目  錄 四
表 目 錄 五
圖 目 錄 七


一、 緒 論 1
二、 模型幾何外型 4
2.1 圓柱幾何外形 4
2.2 NACA0018翼形柱體幾何外形 5
2.3 潛艦帆罩幾何外形 5
三、控制方程式與數值方法 7
3.1 控制方程式 7
3.2 紊流模式 7
3.3 數值方法 8
3.4 平行計算 9
四、數值網格建構 10
4.1 圓柱之數值網格建構 10
4.2 NACA0018翼形柱體數值網格建構 11
4.3 潛艦帆罩數值網格建構 15
五、計算與驗證 18
5.1 圓柱之接面渦漩驗證 18
5.2 NACA0018翼形柱體之接面渦漩計算 20
六、潛艦帆罩接面渦漩計算 30
6.1接面渦漩與雷諾數ReL之關係 30
6.2 網格加密技術 38
6.3消減機制之建立 44
七、結論 52
參考文獻 53
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12. SHISHUMAR {HDW 209} CLASS
http://www.navsource.org/archives/08/080021.htm
13. Submarine Photo Archive
http://www.navsource.org/archives/08/080021.htm
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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