艾亚法与兰泼凯勒法权重修正的船舶阻力预报

针对船舶阻力估算方法精度低和船型适用范围小的问题,提出一种适用于目前运输的三大主力船型的阻力预报方法,对艾亚法和兰泼凯勒法所估算的阻力值加以权重修正因子,然后将两者修正后的值相加即为最终估算的船舶阻力值,经权重修正法修正后的阻力值和试验值对比结果表明,其阻力预报精度明显提高,适用范围可扩大到目前三大主力船型。     

Holtrop法与船型阻力估算

Holtrop法为一种常用的船舶阻力估算公式，本文利用Holtrop法对最近十年开发的船型进行了阻力估算，并与船模试验结果进行了比较．同时对公式中的各个阻力成分进行了分析，给出了误差产生的原因以及误差的大小。     

75000 t散货船阻力预报方法

对用于船舶阻力研究的经验公式估算、船模试验和CFD数值计算3种方法进行介绍,并以75 000 t散货船为例讨论这3种方法的预报阻力可行性,计算结果表明,CFD计算阻力与试验值相比误差较小,经验公式计算需要根据目标船型选取合适的计算公式或图谱,并对其进行修正。     

大方尾三体船型阻力及航态预报

现代船舶无论是单体船型还是多体船型,方尾都得到了广泛的运用,尤其对于三体船型,其多为喷水推进系统,船型设计时主体大多采用了较大方尾的设计。方尾船型在航行过程中,方尾后流场及出水情况随航速不断变化,这也一直是方尾船型阻力预报过程中的重点与难点。基于改进后的近场兴波方法,并对方尾后区域采取特殊处理,结合近水面网格快速划分的方法,对方尾船型的兴波阻力及航行姿态进行预报。得到不同航态下湿表面积后,预报船体总阻力。结合经验公式对低航速下的方尾静水力进行估算。以具有较大方尾的某三体船型为例进行计算,并将计算结果与实验值及部分软件参考结果进行对比,证明了理论方法可行有效。     

基于SHIPFLOW软件的方尾舰船阻力快速预报

SHIPFLOW软件被广泛应用于基于阻力的船型方案优选,但其对舰船阻力预报的适用性却少有研究。为确保舰船方案论证及优选结果的准确性,针对常规水面舰船方尾船型开展计算分析,提出适用于方尾舰船兴波阻力计算的网格划分方式以及获取兴波阻力系数的方法。为准确估算舰船阻力,可引入排挤厚度来修改船体型值,以在兴波阻力计算中等效计入粘性影响,并在此基础上形成舰船阻力快速预报方法。将某方尾舰船阻力数值计算结果与试验结果进行了对比,结果表明,预报误差基本控制在7%以内,验证了该方法的可行性。     

肥大型船舶阻力计算方法修正

为了改善部分肥大型船舶的阻力计算方法,提高计算精度和适用性,以兰坡凯勒方法为基础,结合近年来部分典型新造船型,通过计算结果和实验数据的对比分析,探讨计算结果产生偏差的原因,提出适用于新造船型阻力预报的修正方法。将此方法应用于油船和散货船,所得到的计算结果准确度有较大提高,表明修正后的计算方法具有一定的工程实用价值。     

三体船舶阻力及航态预报方法

针对三体船型的自身特点,基于势流理论,在Dawson方法的基础上对数值处理进行改进,并运用于三体船舶的阻力预报。通过近水面网格的快速划分与迭代计算,实现对航行姿态的预报。根据计算所得的船侧兴波,对不同航行姿态下的湿表面积进行计算,提高总阻力预报的精度。以三体Wigley船型为例,将理论计算结果和试验值及商业软件参考值进行对比。证明了理论预报方法的可行性与有效性,改进后的数值方法结果准确,可很好地避免自由面的震荡。     

小水线面双体船阻力预报研究

小水线面双体船(SWATH)船型设计的关键技术之一是其水动力性能的预报,而其静水阻力预报是其水动力性能预报的重要内容.本文应用船舶计算流体动力学(CFD)技术并结合传统的阻力估算方法,开发了一个SWATH船型阻力数值预报集成软件系统.为了验证该系统的有效性,将其应用于一SWATH船型的总阻力和有效功率计算,并将计算结果和现有的船模试验结果进行了比较.结果表明,本文所开发的SWATH阻力预报系统可以很好地预报SWATH船型阻力随航速的变化规律以及阻力曲线峰、谷点的位置;在傅汝德数小于0.45的速度范围内,计算得到的总阻力和试验结果吻合良好.     

考虑粘性和航态影响的单体复合船型运动预报

理论与试验研究表明,单体复合船型可以大幅提升舰船耐波性但对其静水阻力影响不大.如何准确预报该船型的运动性能一直是人们关心的问题.文中采用STF法预报深V船型与深V单体复合船型的纵向运动,研究表明,由于传统切片法基于势流理论,无法反映出复合船型组合附体的粘性效应,因此预报结果与试验结果有很大偏差.文中提出采用考虑枯性的CFD软件Fluent计算带有组合附体部分船体剖面的水动力系数,采用RANS方法计算组合附体的升力系数,同时考虑高速时船体航行姿态的影响进行修正.结果表明文中采用的预报方法可以有效提高单体复合船型运动预报精度.     

长江客货船船模系列试验

长江客货船船模系列试验的主要对象是长江干线双桨客货船。对长江短途区间班轮和船型类似的内河船舶,也可参考使用。其船型参数范围如下: δ:0.52～0.64 L/B:4.6～7.0 B/T:3.6～6.0 文章给出了船型和阻力两套主要图谱。阻力图谱在F_n=0.20～0.32的范围内,以剩余阻力系数C_R形式给出。此外,还给出了当设计船舶的水线面系数和系列船型的水线面系数不同时的型值修正值和阻力修正图谱,以及变化吃水状态的阻力修正曲线。所有阻力图谱均用ITTC相关线计算摩擦阻力。文中也给出了将系列船型的阻力值转换到用柏兰特-许立汀(Prandtl-Schlichting)摩擦公式的转换方法。文章还介绍了系列船型与优良实船以及泰勒(Taylor)系列的阻力比较。最后通过一个计算实例介绍了图谱的使用方法。     

深V船型大型化应用分析

将深V船型应用于大型化高速船的实船设计中,采用非线性型线变换生成多样化的型线方案,运用势流CFD方法对各型线方案进行兴波阻力船型优化。通过相同主尺度及设计排水量条件下的船模阻力对比试验,验证了优化后的深V船型可以在保持高傅汝德数Fr阻力性能优势的同时,在低傅汝德数Fr时拥有与圆舭船型相当的阻力性能。运用切片理论对深V船型进行耐波性理论预报,并对预报结果进行耐波性试验验证。试验结果表明,切片理论适用于瘦长型深V船型的耐波性预报。     

大排水量长度系数中高速船阻力计算方法

船型设计的关键技术之一是其水动力性能的预报,而静水阻力预报则是其水动力性能预报的重要内容。针对某大排水量长度系数中高速船,在运用传统的阻力近似估算方法、船舶计算流体动力学(CFD)技术进行计算模拟的基础上,进行船模试验,并将其总阻力和有效功率计算结果与船模试验结果进行比较分析,从而说明适合大排水量长度系数中高速船的阻力计算方法。     

驳船队深水阻力估算公式

本文根据对美国陆军工程兵团1963年发表的驳船队船阻力试验资料进行计算分析,提出了一个驳船队深水阻力估算公式。此公式具有计算简便,表达直观,计算与船模试验阻力值较逼近的特点。与Bailey,T.P.,Howe,C.W.提出的两个公式计算比较表明,用本文公式计算的阻力值与船模试验结果的相对误差,分别比Bailey,Howe公式的小20％,60％。 根据我国驳型特点及船模与实船阻力试验资料,修正了本文公式,以适于我国驳船队深水阻力估算公式。     

渔政船的兴波阻力数值计算与预报

渔政船是进行海上渔政监管与执法的专业船只,快速性是保证其顺利完成任务的关键因素。为了快速、准确地预报渔政船的兴波阻力,以Rankine源法和Michell积分法为基础,编制相应的数值计算程序,计算了某渔政船的兴波阻力,并将其计算结果与阻力试验值相比较,结果表明Rankine源法和试验值较为接近;再将Rankine源法与Holtrop法、Slender-body理论进一步地分析比较,发现对于高速渔政船来说,只要船体网格和自由面网格划分合理,Rankine源法在预报阻力方面优势更加突出。     

规则波中船舶波浪增阻理论和经验法预报分析与比较

针对规则波中迎浪下有航速集装箱船船型阻力增加预报,采用一种改进的三维移动脉动源面元法求解船舶运动,进而通过理论方法求解辐射和绕射增阻.速度势求解引入了格林函数空间线段积分和面元积分方法,辐射增阻采用三维辐射能量法计算,绕射增阻通过二阶波浪力中绕射速度势获得.通过与试验数据对比证明了该理论预报模型在精度和效率方面有明显优势.在此预报结果基础上对经验预报模型提出了改进公式,计算结果表明了改进模型对工程设计具有较好的适用性.     

多桨船附体阻力的预报方法

多桨船是舰船的必要船种,而“多桨船附体阻力预报方法”是多桨船实船快速性预报的基础。对现有附体阻力预报方法进行归纳,介绍了经验公式估算方法、船模试验估算方法和CFD数值计算方法的基本原理,讨论现有方法对于多桨船附体阻力预报的可行性,具有实际意义。     

长江客货船船模系列试验

交通部上海船舶运输科学研究所船模试验池完成了一组长江双桨客货船定序系列。对内河船也可参考使用。系列的船型参数范围如下:C_B=0.53～0.64;L/B=4.6～7.0;B/T=3.6～6.0。系列提供了一组船型和阻力图谱,以及当设计船舶的水线面系数不同于系列值时对型值和阻力的修正方法。摩擦阻力按1957年 ITTC 相关线计算。文中还给出了当使用 Prandtl-Sohlichting 摩擦公式时的摩擦修正。限于篇幅,本文只给出五张阻力图谱。与 Taylor 系列以及一些优良船舶比较,本系列的阻力性能是良好的。     

BSRA系列船型阻力图谱的拓展

为提高 BSRA 系列船型在方形系数 C_B=0.8～0.85时的阻力预报精度,通过补充船模试验,在原有图谱基础上建立了阻力计算公式,拓展了 BSRA 船型系列图谱的应用范围。     

单体复合船型纵向运动幅频响应函数计算的两种粘性修正方法

对单体复合船型纵向运动幅频响应函数计算的两种修正方法进行了比较。分别采用横向流理论方法和RANS方程数值计算方法,计算了单体复合船型的水动力修正系数,应用STF法对舰船的纵向运动进行了预报,并将预报结果和模型试验值进行了比较分析。结果表明,两种方法都能在一定程度上反映组合附体的减摇效果,可用于单体复合船型的运动预报。其中,基于RANS方程数值计算方法预报精度较高,具有良好的工程应用价值。     

双艉船有效马力估算图谱的回归分析

双艉船型是目前广泛应用于长江等各内河水系的优秀节能船型，具有优良的快速性。船舶设计中的实船航速预报通常是以螺旋浆设计为基础，必须首先估算其有效马力。本语言对双艉船剩余阻力湿面积系数系列图谱进行回归分析，给出了剩余阻力湿面积系数的回归公式，供设计者参考。通过对回归公式计算结果与图谱计算结果的比较，表明给出的回归公式有很好的准确性。