基于CAD与CFD的穿梭艇局部船型特征分析

穿梭艇船型是一种针对恶劣航行条件下的高速船艇需求提出的,具有内倾式船首的、单体、高速、穿浪、排水型船。论文基于CAD和CFD技术,对影响穿梭艇在静水中阻力和兴波性能的首尾部若干局部船型特征进行了对比分析,揭示了不同船型特征下的穿梭艇性能特性间的差异,为以后相关船型的设计开发提供了有益的参考。     

新型铝镁合金刚性充气高速艇的研发与应用

根据国内沿海小型高速执法/救助艇装备更新需要符合"绿色节能可持续发展理念"的情况,以12. 7m高速艇为研究对象,提出了新型铝镁合金刚性充气艇技术方案。该方案通过采用铝镁合金船体与刚性充气护舷组合的方法,在艇体材料、型线方案、船型主要参数、充气护舷技术、稳性计算等环节展开研究,从而实现小型高速艇船体节能环保抗撞耐用的优良性能。实船试航结果表明:总体设计合理,各项性能满足设计要求,对后续同类船型的研发与应用具有借鉴意义。     

新型高速无人艇船型和水动力特性研究

无人艇作为最典型的海上无人智能平台系统得到了广泛的关注和开发,高性能无人艇船型开发是无人艇开发的重要组成部分。近期开发了一种用于无人艇的高速高耐波性船型,采用单体穿浪半滑行式设计。介绍了新型高速无人艇船型的概念设计方案及改进方案的船型设计特点。基于拖曳水池试验、自航模试验和CFD手段研究了该高速无人艇船型的水动力相关特性。研究结果表明该高速无人艇船型具有优良的快速性、耐波性和机动性。     

基于CFD技术的船型参数对船体水动力性能影响研究

船型参数对船体水动力性能的影响至关重要,合适的船体型线能够有效改善船体各方面性能。本文以KCS船型为例,首先采用CFD方法建立三维数值水池,通过VOF方法捕捉自由液面,并将RANS方程作为控制方程,模拟船体在不同速度下的总阻力和纵摇、升沉幅值。然后与实验值进行对比,结果表明本文采用的方法能够准确计算KCS船型的水动力性能。最后,研究船体长度和船体宽度的变化对船体水动力性能的影响。结果表明,船长对船体的水动力性能影响较大,而船宽仅对船体纵摇角度有较大影响。     

滑行艇阻力计算方法对比研究

[目的]小型快艇具有机动灵活、隐蔽等特点,滑行艇作为小型快艇的重要种类,被广泛应用于民用和军事用途,因而准确计算滑行艇阻力对滑行艇性能的改进就显得尤为重要。[方法]首先,基于根据美国62系列滑行艇船型资料设计得到的一型滑行艇,分别运用半理论半经验方法和CFD方法对该型艇模型阻力性能进行计算,然后,通过船模试验予以验证并对采用各种方法所得计算结果进行分析。[结果]研究表明,半理论半经验方法可以较好地模拟该型滑行艇阻力变化趋势,CFD方法在高速滑行状态下可以达到较高的计算精度,最小误差仅为0.38%。[结论]所得结果表明STAR CCM+软件能够有效模拟该型滑行艇的阻力性能,而在具体计算中采用何种方法则可根据所需精度和条件进行相应的取舍和选择。     

穿浪单体船型水动力性能的CFD数值模拟研究

为了研发低阻、高耐波性新船型,以某圆舭船型为参考船型,设计了穿浪内倾深V型主船体,并设计了半潜艏和水滴形球鼻艏两种形式的艏部附体。基于CFD数值模拟分析不同主船体和艏部附体对于船舶横摇稳定性、静水阻力和耐波性的影响。通过水池模型试验进一步研究不同船型的耐波性,并验证了CFD数值方法的准确性。研究表明,深V船型的横摇和纵摇稳定性优于圆舭船型,且在高航速时深V船型的静水阻力性能也优于圆舭船型。在高航速下,水滴形球艏有利于减小深V船型的兴波阻力和波浪增阻,而半潜艏对于提高船舶纵向稳定性具有更加显著的效果。     

新型高速艇的CFD模拟和对比分析

高速艇具有体积小、航速高、智能等优点,可以完成搜救、探测、导航和作战等多种任务,广泛应用于军民用领域。研究高速艇的阻力性能对艇体的型线设计和艇体的流体动力学性能分析都显得十分重要。设计一种新型高速艇,通过NUMECA系列软件对不同的高速艇进行数值模拟计算,以研究此类新型高速艇的水动力性能。研究表明:加装水翼或防飞溅条均可增加艇体的升力,使艇体更快地处于滑行状态,安装了防飞溅条的翼滑艇的阻力性能良好。     

基于数值模拟方法的深潜水作业支持船快速性综合优化

该文针对一型具有水下多种工程作业功能的 3000 m 深潜水作业支持船的大型复杂船型,基于数值模拟方法进行了快速性综合优化研究。通过数值模拟,对于船体首部形状、尾封板高度及小尾鳍角度等变化,分析了其改变的首、尾部线型对船体阻力及伴流的影响；根据分析计算结果综合优化了船体线型,预估在限定功率下的船舶航速,并在水池对最终优化后船型进行了模型试验。结果表明：试验结果与数值预估结果吻合,验证了数值计算的准确性以及大型复杂工程船型线型综合优化设计思路的正确性。     

新型舰载刚性充气艇艇型设计研究

基于舰载艇的工作环境以及海军装备发展需求,为保证海军护航任务及临检捕拿等执法工作顺利实施,新型舰载艇及自扶正系统和充气护舷设计开发具有极大的现实意义。本文考虑不同艇体底部斜升角及不同护舷安装高度的船型方案,通过CFD软件进行仿真计算,最终确定性能较优的船型方案,并针对较优船型方案,设计研发了与之相配套的自扶正系统及充气护舷;最后对较优的船型方案做水池试验,探究了重心纵向位置及排水量对阻力和航行姿态的影响,研究结果对后续刚性充气艇的艇型设计具有借鉴意义。     

高速船型融合特型球鼻艏的多方案优化设计

[目的]为满足某特殊用途舰船的功能需求,需在艏部加装大型球鼻艏作为特种设备的载体。为克服大型球鼻艏作为特型附体给舰船快速性带来的不利影响,对高速船型融合特型球鼻艏的船型方案进行优化设计。[方法]采用逐步趋近分析方法,对该船型及附体进行多方案对比分析,利用数值模拟的方式优选阻力性能好的船型,并通过模型试验进行验证。[结果]结果表明,最终优化形成的圆舭型融合圆柱形球艏船型是满足布置需求且快速性能兼优的船型。[结论]在相同计算条件下,数值模拟能够较精准地预报各船型方案间的阻力差别,所提出的多方案优化设计方法是优化船型行之有效的方法。     

基于数值模拟方法的深潜水作业支持船快速性综合优化

针对一型具有水下多种工程作业功能的3 000 m深潜水作业支持船这一大型复杂船型,基于数值模拟方法进行快速性综合优化研究。数值模拟船体艏部形状、艉封板高度及小尾鳍角度等变化,分析艏艉部线型的改变对船体阻力及伴流的影响。根据分析计算结果综合优化船体线型,预估船舶航速,并在水池对最终优化后的船型进行模型试验。结果表明:试验结果与数值预估结果吻合,验证了数值计算的准确性以及大型复杂工程船型线综合优化设计思路的正确性。     

利用数值计算分析阻力性能方法初探

对于船型设计而言，关键问题是研究船型变化对阻力产生的影响以及线型的优化，由于通过传统的水池实验方式存在费用高，周期长等问题，许多研究人员正在研究利用计算机通过数值分析方法进行分析。本文分别采用经验法、图谱方法和数值计算方法对2000TEU集装箱船阻力性能进行分析，并对结果进行了对比。对理论计算阻力性能的可行性进行了初步探索。     

高速穿浪双体船船型研究

本文根据对国际上高速穿浪艇的跟踪研究，提出了一艘５０ｍ、２５０ｔ级目标艇的优化船型，在拖水池进行了缩尺比为２０的船模静水阻力与耐波性试验，并将结果与国外双体船、双体气垫船等作了比较。结果表明，该目标艇的航速性能与波浪上的晕船率水平均可达到国外的实船结果。     

新型边防巡逻艇开发研究

本文在简单回顾了新型边防巡逻艇开发研究的基础上，从学术研究的角度出发，较为详细地介绍了总体设计，船型及推进方式选择，船体结构设计及振动的预防、轮机、电气系统专业的设计及该艇航行试验情况，可供设计排水型中高速艇的设计师参考。     

计及渔具影响的拖网渔船阻力性能预报研究

本文对某拖网渔船在考虑渔具作用下的船体阻力进行研究,以不同纵倾角设定渔具影响的五种工况,对船体阻力进行性能预报,对其阻力成分进行了比较分析,得出不同阻力在不同工况时的变化情况。同时结合船模水池阻力实验,通过对数值模拟和实验结果分析得出,渔具对拖网渔船阻力的影响规律,从而预报船体阻力性能。     

新型小水线面穿浪双体船的阻力性能研究

为了研究某新船型的开发以及快速性问题,本文提出并介绍了一种新型小水线面穿浪杂交双体船的构型,首先对其开展了相关的模型拖曳试验,然后基于RANS方法、数值水池以及6-DOF运动模型的数值模拟方法对该船型的阻力性能进行数值计算,通过与试验结果的对比,验证了该数值模拟方法的可行性;同时对该船型在其他不同工况下的阻力性能也进行了数值计算,并对排水量和主尺度相似的WPC和SWATH也进行了数值计算,研究结果表明:对比不同工况下该船型的数值计算结果,发现正浮时的阻力、升沉以及纵倾角都要小于有初始纵倾角的值;在中低速时三种船型的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉差别很小,高速时该杂交双体船的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉都要小于WPC以及SWATH,从而说明了该船型在高速时具有优于同排水量和主尺度的WPC和SWATH的阻力性能。     

基于NAPA的圆舭艇快速型线建模方法研究

基于船舶设计NAPA软件平台,使用NAPA自带的NAPA BASIC语言,以圆舭艇为研究对象,利用＂数学船型＂表示艇的型线模型,通过参数输入接口输入艇的设计参数和控制参数,从而快速生成艇的型线模型,同时还能输出艇的静水力性能.并且在参数输入接口中改变参数可以得到所需要的船舶模型,从而有效地将船体型线模型设计与船舶设计软件紧密结合起来,提高了工作效率,为圆舭艇快速型线建模提供了一条新途径,并且为圆舭艇的水动力性能研究提供了方便.     

改善小型高速艇总体性能的措施研究

结合某项产品的设计论证和船模试验,对小型高速艇的总体性能进行了研究,提出了减小船体阻力、改善耐波性和减小船体振动的若干措施。     

千吨级单体深V复合船型构型研究

深V船型较圆舭船型具有优良的耐波性能。在深V船型船首底部加装减纵摇组合附体生成深V单体复合船型可以使其耐波性得到大幅提高,且具有在波浪中高速稳定航行的能力。本文以某千吨级圆舭船型为母型,保持排水量基本不变,生成深V型主船体,再应用减纵摇组合附体技术和尾板技术生成千吨级单体深V复合船型。通过主船体线型设计及组合附体构型和水动力布局的优化组合使单体深V复合船型静水阻力性能与原船型相当,同时耐波性得到大幅提升。经数值模拟和模型试验验证表明,本文提出的复合船型静水阻力与原船型相当,耐波性得到大幅提升,达到预期目标。     

高速圆舭排水艇三个系列船型阻力性能的比较——兼探横剖面面积曲线的尾部形状、尾板宽度和尾楔块对阻力的影响

本文对三个不同系列的高速圆舭排水艇型进行了模型静水阻力和纵倾试验,直接得出了各艇型阻力性能的比较结果。这三个艇型分别是英国的NPL系列、瑞典的SSPA系列,以及我国的CSSRC组系。文中给出的CSSRC组系M8643模型是从文章[1]中M8320模型再次繁衍派生,同时结合一个产品的具体设计要求而作某些局部修改后获得。修改内容包括:横剖面面积曲线的变化——它对阻力反映有比较显著的影响;对尾板宽度再次作了试验研究,从而验证了[1]文所得的结论,即尾板相对宽度不应限于0.80以下;尾楔块的安装又使艇体阻力性能获得了进一步的改善。