本文采用欧拉方法的混合两相流模型及标准k-ε湍流模型对气泡船进行数值模拟,并进行相关设置,具体见第四章第3节。在计算中为简化模型,对气泡—水两相流做了相关假设,具体见第四章第1节。本文在网格方面,采用分块网格。为便于数值的传递,提高计算精度,块与块之间使用正则网格过渡。因为船体表面形状的复杂,不能很好生成边界层网格,为了更好的反映边界层内的流动,本文在包含船体的块内采用非结构网格,并使用梯度网格节点布置,通过对网格节点的不断调节,达到边界层网格的效果。为了节省计算空间,提高计算速度,在其它块均采用结构化网格。本文通过数值模拟,得到了不同速度、不同喷气量下,船底气泡浓度分布、船底气泡速度矢量分布等流场信息。通过对船模速度V=2.281、2.566、2.851、3.136m/s与喷气量Q=15、18、21、24
m3/h不同组合的16组状态计算结果进行对比,分析了速度和喷气量对微气泡减阻效果的影响,具体见第四章第4节,并将计算得到喷气状态下的船体摩擦阻力系数与没喷气状态下的结果进行比较,得到了微气泡对船舶摩擦阻力的减阻率,分析结果与美国学者Madavan等人的平板试验结果吻合较好。