高速轻型穿浪双体船纵向运动改善措施研究

针对在改善高速轻型穿浪双体船(WPC)迎浪中波长与船长接近时纵向运动幅度较大的缺点,采用了理论计算与模型试验相结合的方法,对250 t级穿浪双体船开展了水翼改善纵向运动的理论和试验研究,分析了水翼形式、尺度和安装位置等对纵向运动的影响规律。数值计算和试验结果的比较表明,计及水翼—船体水动力干扰影响的切片理论可满足WPC加水翼后波浪中纵向运动计算的需要,但在纵向运动响应峰值处数值计算结果偏高。模型试验表明,250 t级WPC加装水翼后,迎浪纵摇和垂荡有义幅值可减少20%～30%。     

高速复合水翼双体船的运动预报(英文)

基于2.5D理论,考虑粘性影响,预报了高速复合水翼双体船在规则波中的运动响应,并与试验结果进行了比较.在计算过程中,对复合水翼模型进行了简化,且计算了不同升力浮力比对运动的影响.结果反应出在计算高速双体船和水翼双体复合船型纵向运动性能时,水的粘性影响不可忽略,且计算表明计算值与试验值符合较好,文中提供的方法可提高这类高速水翼双体复合船型的运动预报精度.     

高速双体船阻力特征及其应用

双体船的阻力特点是片体波系间相互有干扰。当处于有利干扰时，双体船的阻力小于两个单独片体的阻力之和。干扰的实质是片体间波系的横渡干扰。作者根据三种不同横剖面形状的高速双体船在不同间距比和排水量长度系数下的阻力试验资料，分析船型、间距比、排水量长度系数对阻力的影响，得到高速双体船的有利干扰起始点Fr0和片体间流动阻塞时的FrR0根据本文推荐的Fr0和FrR计算公式，可以选择恰当的航速、间距比和排水量长度系数以满足Fr0＜Fr＜FrR，使高速双体船处于低阻的有利干扰状态。     

Hydrodynamic optimization of a catamaran hull with large bow and stern bulbs installed on the center plane of the catamaran

Here, a numerical optimization procedure is proposed for a fundamental study of a fast catamaran, and we compare the wave-making characteristics of a catamaran hull form with and without large bow and stern airship-type bulbs installed on the center plane of a catamaran operating at high speed. The method involves coupled ideas from two distinct research fields: numerical ship hydrodynamics and a nonlinear programming technique. The wave-making characteristics of catamaran hulls with and without bulbs were investigated using the panel method applied to free surface flow (PAFS), in which Morinos method for lifting bodies is extended to analyze the problem of free surface flow, and PAFS is linked to the optimization procedure of the sequential quadratic programming (SQP) technique. An optimum hull form for a catamaran can be obtained through a series of iterative computations, subject to some design constraints. Here, only the hull shape of a catamaran is optimized with and without center-plane bow and stern bulbs. The optimization is carried out at two Froude numbers, 0.45 and 0.5, which are around the last hump of the wave-making resistance curve. The numerical results show that a reduction in wave-making resistance is achieved around the design speed.     

长江公路大桥梁段专用运输船设计研究

本文在大桥梁段运输系统论证的基础上,确定梁段专用运输船为双舵桨驱动及动力定位(锚泊辅助)的双体船方案,并就大桥梁段滚装过程受力分析、现场吊装动力定位方式以及运输船连结桥区域和甲板式舵桨区域的结构在设计中进行了综合考虑。     

大件运输双体船改造分析

采用有限元直接计算方法,对改造的大件运输双体船进行全船结构计算分析。该船由两艘甲板驳拼接而成,用于运输箱梁。结果表明,通过合理的拼接和简单的工序,能将旧船改为符合具体特殊要求的双体船,避免应力集中,较好地承受和传递载荷。     

水翼辅助推进船舶波浪中运动和增阻特性研究

基于在船首两侧增添（固定）水翼的水翼辅助推进船舶的设想,选取集装箱船型作为研究对象,采用三维面元法对原型和水翼船在规则波中的运动和增阻响应进行了预报,并与试验结果进行比较,验证了计算结果的准确性。研究结果表明水翼能够有效地减小船舶在波浪中的纵摇、垂荡和增阻响应,其中添加水翼船在波浪中的纵摇和垂荡响应峰值分别减少了21%和24%,而增阻响应则减小了80%。此外还对水翼展弦比和安装位置对船舶在波浪中的运动和增阻响应的影响进行了研究。     

非对称双体船片体构型及阻力性能的数值研究

对于海上风电双体运维船而言,兴波阻力是其总阻力的重要组成部分.本文基于CFD技术对非对称双体船进行初步研究,通过改变双体船左右片体角度以及改变单侧片体肥瘦程度来实现内外片体排水体积差的目的2个方面来研究非对称双体船的阻力性能,比较各方案的阻力,综合考虑最终得出最优方案,为今后双体风电运维船的船型设计与优化提供一个新的研究方向.     

穿浪双船体高速滚装渡轮码头总体设计

针对穿浪双船体高速滚装渡轮航速快、机动性好、采用喷水式推进系统和无船跳板等船型特点,开展陆域平面布置、装卸工艺、码头尺度、水域尺度、码头面高程、码头前沿设计水深、航道设计水深等码头总体设计关键技术研究。     

双体船阻力计算网格的探讨(英文)

In order to get some useful parameters for grid generation of catamaran, the CFD software FLUENT is used to investigate the main effects of grid generation on flow field calculation. The influences of some elements are investigated with a series of calculations in the present paper, and some alteratives are proposed. The proposed alteratives based on the analysis of the effects are used for a catamaran resistance calculation, comparisons of the calculated results with experimental data show good agreement. It shows that the research result of this paper is useful for the numerical calculation of catamaran.     

双体船错位消波试验研究

本文通过一条对称片体双体船和一条非对称片体双体船的对比试验，探讨了双体船片体间距比对阻力的影响，得出了最佳片体间距比。在此基础上，着重试验了双体船片体错位的消波影响规律，为研究错位型双体船提供了可靠的资料。     

铝制高速双体船强度评估方法关键点研究

本文阐述高速铝制双体船的强度评估方法.以1艘高速铝制海监船为例,探究总纵弯矩的分布曲线、总扭矩施加位置等因素对船舶结构强度的影响.在此基础上对全船结构强度作出评估,提出若干合理建议.相关结论对同类型船舶的结构设计提供了一定的参考.     

一种计算水翼水动力的三维面元法

本文用Rankine奇点面元法计算了深、浅水中三维水翼的定常升力绕流。水翼的厚度和升力效应分别以水翼表面分布的Rankine源和法向偶极子来模拟，在自由表面上也分布Rankine源，通过满足相应的边界条件和尾缘处的Kutta条件求出这些奇点强度。以在自由表面下作小攻角定常运动的水翼为例进行了计算，计算结果与试验结果和其他计算结果作了比较。     

基于CFD的超小型双体无人船总体设计

概 要：现有超小型双体船的总体设计主要参照以往玻璃钢游乐船的设计经验，未考虑其型线设计，导致航速低和稳性差的问题。本文利用CFD仿真软件，对船体阻力进行分析对比，得到快速性较优的线型方案，同时考虑推进器布置的影响，设计了一型标准的超小型双体船。通过真实船模模型试验，验证了本设计方案较现有船型在航速指标上的明显改进，达到预期目的，为今后的超小型双体船总体设计提供了参考方向，值得应用和推广。     

布置方案对近海小型无人监测船波浪运动的影响

以一艘近海小型双体无人监测船为例,建立该双体无人监测船模型,通过使用基于平面势流理论的二维切片法,对无人监测船在不同布置方案下的运动响应情况进行计算分析,得出布置方案与无人监测船运动响应间的关系。研究结果表明:吃水深度、惯性矩对小型无人监测船在波浪中的运动性能影响明显,应在一定范围内酌情进行选取;重心高度对小型无人监测船在波浪中的运动性能影响不大,设计时应主要从稳性方面进行考虑。     

玻璃钢双体快艇艇体结构设计

对玻璃双体快艇艇体结构形式的选择及复合材料设计进行了论证，列出了单，双体双艇船型主要参数及其区别，叙述了艇体的受冲击力特点和纵，横向的分布情况，并介绍了双体快的适用范围及结构设计中需引起重视的问题。     

On prediction of longitudinal attitude of planing craft based on controllable hydrofoils

The purpose of this research study was to examine the attitude response of a planing craft under the controllable hydrofoils.Firstly,a non-linear longitudinal attitude model was established.In the mathematical model,effects of wind loads were considered.Both the wetted length and windward area varied in different navigation conditions.Secondly,control strategies for hydrofoils were specified.Using the above strategies,the heave and trim of the planing craft was adjusted by controllable hydrofoils.Finally,a simulation program was developed to predict the longitudinal attitudes of the planing craft with wind loads.A series of simulations were performed and effects of control strategies on longitudinal attitudes were analyzed.The results show that under effects of wind loads,heave of fixed hydrofoils planing craft decreased by 6.3%,and pitch increased by 8.6% when the main engine power was constant.Heave decreased by less than 1% and trim angle decreased by 1.7% as a result of using variable attack angle hydrofoils;however,amplitude changes of heave and pitch were less than 1% under the control of changeable attack angle hydrofoils and longitudinal attitude.     

基于遗传算法的水平轴海流发电机叶片优化方法

提出一种基于遗传算法优化(GA)的水平轴海流发电机叶片优化方法,采用Xfoil和BEMT作为分析工具,适用于二维翼型和三维叶片的多目标优化,并以此为基础编写一套叶片优化程序。该优化方法在增加叶片获能效率和减小推力方面具有显著效果,同时对于翼型性能的提升也同样出色。     

槽道水翼滑行艇快速性能研究

本文论述槽道水翼滑行艇的基本原理、快速性能及其及化规律。通过模型试验、中间艇试验和实部的航行试验，证实了槽道水翼以及与尾压板的联合作用，使槽道型滑行般的阻力减小，航行姿态得到调整和改善，艇的超载能力等综合航海性能有明显的提高。模型试验结果表明槽道水翼使艇体总阻力平均减小25％左右；中间试验艇的航速提高了8％；实船试航航速提高了18％；负荷超载能力增加15％。通过对试验结果的分析，给出对设计有参考意义的结论。     

双体船波浪载荷及强度计算分析

双体船在横浪与斜浪中会遭受比较严重的横向弯矩和扭转力矩作用,此时双体船的强度对其安全性至关重要。本文采用波浪直接计算方法对本船在航行海区进行波浪载荷长期预报,得到各强度工况计算设计波。采用直接计算方法对双体船进行了总纵强度、横向强度和扭转强度的整船有限元分析,对计算结果分析该船在各工况下的应力分布,结果表明该船结构强度满足要求,但高盈利区域出现在抗扭箱与片体连接处,针对该危险区域提出修改方案,为其他类似船舶设计提出参考意见。