游艇被称为“漂浮在黄金水道上的商机”，是一种水上娱乐高级耐用消费品。游艇消费具有巨大的辐射效应，能够带动其上下游共同发展。成熟的游艇产业链的收入主要由上游设备及发动机、中游的游艇制造和销售及下游的游艇消费服务构成。我国已充分具备游艇消费的经济条件。我国沿海发达地区有近20个城市人均GDP已达10000美元以上，已超过5000-6000美元的游艇快速增长的临界点；我国百万富豪人数位居世界第一，奢侈品消费排名全球第二，充分具备消费游艇的经济条件。

但近年来，中国游艇进口量虽有下降，但进口总额却在大幅上升，进口游艇单价推向历史新高。我国虽然拥有世界上规模最大的造船业，但在高端游艇的设计和制造上，国际游艇高端市场仍然被意大利、法国等欧美国家掌握。随着我国进入新时代，人均收入不断增加，人民生活水平不断提升，我国对高端游艇的市场需求必然继续呈上升趋势。加大游艇设计研制等各方面的投入，不仅可以填补我国在高端游艇制造业的空白，也是“中国制造2025”战略的重要一环。以此同时，伴随着世界其他新兴经济体的崛起，也可以借此机会将我国的游艇制造业打入国际高端市场。

游艇设计中，对船型的综合性能要求非常高。游艇的诸多性能中（稳性、浮性、抗沉性、快速性、操纵性、耐波性），任何一项没有达到要求都会对游艇使用中的安全性和舒适性产生重要影响。要想设计研发出一款能够比肩世界一流水平的高端游艇，就必须保证每一项参数都是最合适的。作为自主研发游艇关键技术的基础，与之相关的水动力性能方面的研究就显得十分必要。

计算流体力学（CFD）兴起于20世纪60年代，随着20世纪90年代后期计算机的迅猛发展，CFD得到了飞速发展，逐渐与实验流体力学一起成为产品开发中的重要手段。如今，CFD已经广泛应用于航天设计、汽车设计、船舶设计等工程领域。本研究将通过CFD方法来预报游艇阻力，借助于商业软件和运用数值计算的方法初步探讨和分析不同航速下的游艇表面压力分布情况及其流场特性，重点分析球鼻艏及尾型对游艇阻力性能的影响，为游艇的综合性能优化打下必要的基础。

2. 研究的基本内容与方案

学习计算流体力学的理论内容，使用商用软件进行大型游艇的CFD阻力计算模型的建模并使用CFD 前处理软件ICEM对大型游艇模型进行流域划分，建立流体大域的结构化网格和艇体域非结构化网格，基于不同湍流模型的阻力性能数值预报研究，采用RNG k-ε湍流模型预报游艇不同航速下的阻力性能，对比其他不同湍流模型的计算结果，掌握数值预报方法。

通过大型游艇的CFD阻力计算模型建模研究中，掌握网格划分及其质量评估方法，根据提供的几何模型运用ANSYS ICEM CFD建立数值预报模型，进行网格质量检查，确保网格质量满足计算要求。游艇粘性阻力与流场特性分析，采用RNG k-ε湍流模型分析不同航速下的游艇表面压力分布情况及其流场特性，重点分析首尾部流场特性及其变化规律，采用不同的湍流模型对游艇的粘性阻力和流场特性进行预报，比较不同湍流模型计算结果的差异性。

在学习过程中，重视理论和实践的结合，不仅要提高个人自学相关理论知识的能力，也要提高学生个人使用理论技能应用于创新实践的能力，尤其要提高学生利用计算机进行仿真模拟实验的能力。

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