江海直达船船型特征及设计要点探讨

分析江海直达运输现状,阐述江海直达船的船型特征,以珠江水系3 000 t级双尾鳍型江海直达货轮为例,就设计规范的适用、主尺度及船型系数确定、船型特征等要点问题进行探讨,完成方案设计.     

双尾鳍船型的型线设计方法研究

相对于传统船舶,双尾鳍船舶具有更高的灵活性和操作性,是一种具有很大潜力的新型船舶类型。同时,由于双尾鳍船型的设计难度更大,曲线和曲面结构更加复杂。本文的研究方向是开发一种双尾鳍船型的快速型线设计方法,分析了双尾鳍船型的型线特点,结合NAPA软件平台进行了双尾鳍船型的型线设计,包括主体尺寸设计、横剖面面积曲线设计等,有助于提高双尾鳍船型的型线设计效率和质量。     

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。     

江海直达集装箱船船型要素分析与经济论证

本文针对我国开发江海直达集装箱船的需要,对该型船舶的设计要素作了较全面的研究和分析。在此基础上,对武汉-神户航线上的船型方案作了论证。研究表明,在长江中下游开发江海直达集装箱船具有良好的发展前景。     

基于随机决策理论的高能效江海直达船型论证

针对目前国内航运市场上营运的江海直达船型大多按照海船规范进行设计,普遍存在尺度比不适合内河浅水航道条件、航行能效指标低下而难以满足国家大力发展低碳绿色航运等问题,分析江海直达船型能效指标主要影响因子,建立综合评价模型,并考虑到航运市场的不确定性,基于随机决策理论提出2万吨级江海直达船型技术经济论证方法,得到综合最优的高能效江海直达船型,为未来江海直达船型的发展提供参考。     

38000m^3耙吸挖泥船线型设计优化研究

大型或超大型耙吸挖泥船采用优选的双尾鳍线型,同时与带折角线的前体线型有机结合,可有效降低总阻力,提高推进效率。文中结合38 000 m^3耙吸挖泥船带双尾鳍的浅吃水肥大船型的船型特征,利用CFD分析技术对该船的艏艉线型进行设计与优化,模型试验结果表明,优化线型船的航速超过了设计指标,达到设计要求。     

基于三维CAD模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法及实现

利用船舶型值和复杂艏、艉特征参数等数据,结合三维CAD设计软件进行初步建模,提出一种基于三维CAD软件模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法,实现复杂艏、艉船型曲面的快速三向光顺。利用生成的光顺仿真模型和曲面求交算法,获得艏、艉部位任意型值点数据。该方法将拼接和光顺处理分为三个阶段来实现,即曲面重建、G1光顺拼接、曲面微调3个阶段。相较于三维CAD软件中基于单个控制点调整的曲面拼接光顺方法,该方法能够大幅提高曲面拼接与光顺的处理效率,同时曲面的内在连续性和型值点数据精度也得到了保证。     

曹娥江江海直达船型特征分析及主流船型建议

分析曹娥江下游及曹娥江口门以下杭州湾段通航环境,对曹娥江江海直达船型主要参数进行研究,确定适合曹娥江江海直达船舶的船型特征及相关设计要素,并在此基础上提出曹娥江江海直达运输主流船型建议。     

长江江海直达运输的发展现状和船型分析

为了使内河运输的发展适应发展长江经济带战略,江海直达船发展迅速。本文介绍了江海直达船的发展现状,分析了影响长江航运和江海直达船发展的制约因素,总结了现有江海直达船舶的主要船型参数和江海直达船的主要船型特点,对江海直达船的设计做出相应参考。     

江海直达船型及性能研究综述

超浅吃水肥大型船型是江海直达船中典型的船型,具有较高的经济性和实用性。从经济、节能角度出发,根据型线分段设计原理及水动力学性能分析,结合社会经济效应和航运环境等实际条件,对该船型的主尺度、船型系数、船舶性能研究分析,总结出超浅吃水肥大型江海直达船的船型及各性能优缺点。     

双尾鳍客船线型优化试验研究

对设计航速在Fr=0.28～0.35之间、船型基本参数在L/B=5.5～6.0,B/T=3.5～4.0,CB≈0.55范围的方尾双浆快速客船船型,进行了一系列线型优化试验工作。通过对主船体的优化、球艏的优化及双尾鳍的优化,开发成功了低阻节能的方尾、球艏、外旋浆双尾鳍快速客船船型。其较优化对象在设计航速时可降低功率10%以上,而在稍低些的航速下可降低功率30～40%,与常规人字架Taylor船型相比可降低功率20～25%,与国内同类优秀双尾鳍船型相比,功率可降低10%左右。通过球艏估化研究,提示快速客船宜采用8～12%面积比的球艏,由此可降低剩余阻力15～20%,又不会招致低速时过大的阻力增加。在尾鳍的优化研究中着重研究了尾鳍形状与螺旋浆旋向的影响,取得了重大突破,揭示了随着航速的增加,切向伴流分量逐渐向有利于外旋桨的方向变化,对快速客船已能设计出适合于外旋桨并有最佳快速性能的双尾鳍船型。     

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。     

江海直达船艏部结构入水砰击试验

新一代江海直达船主要呈宽扁型且吃水较浅,由江入海航行时会发生船艏底部和外飘砰击,严重的砰击会造成船舶主动失速甚至结构损伤,影响船舶与人员安全。传统的理论和相关经验公式很难预报宽扁肥大的艏部结构的砰击载荷。相较于传统的简化模型试验方法,本文基于相似理论设计了与某新型江海直达船艏部结构相似的三维木质模型。采用落水试验的方法进行了一系列的不同落水高度及不同入水角度的入水砰击试验。研究江海直达船艏部结构所受砰击载荷特点,得到砰击压力峰值及其分布规律,同时发现了小角度入水情况下(入水攻角α5°)的空气垫效应,空气垫延缓并减小了砰击压力峰值。此外还回归了0°~15°入水攻角下的底部砰击压力预报公式,可供结构设计时参考砰击载荷的选取。     

7万吨级成品油船线型优化设计

介绍了当前国内外市场需求量较大的船舶品种之一--7万吨成品油船的船体线型优化设计,共进行了两次优化设计（艏部改型和艉部改型）,派生出三个不同的船型方案,其中包括两个不同的球艏和两个艉线型方案.船模试验结果表明：在设计航速处,改型方案2较方案1（原型）的兴波阻力下降21%,在较大的航速范围内其有效功率下降4.5%～1.9%,推进效率提高2.5%;而改型方案3则较方案1（原型）的兴波阻力下降30%,其有效功率下降5.7%～3.1%,推进效率提高2.6%.将其与现有同类船型的性能进行了比较,证明该船的最终船型方案是优秀的,改型是成功的.同时,本文也结合近代大方形系数船舶的船型特点,就艏艉线型变化对船舶阻力及推进性能的影响（特别是对船舶快速性能影响较大的横剖面形状、浮心位置、设计水线以及球艏形状）也进行了较为详尽的分析,提供了某些较佳尺度及参数范围以供设计人员参考.     

万吨级江海直达肥大型散货船线型优化设计

从万吨级江海直达肥大型散货船的线型特点分析出发,通过实船线型设计与船模试验结果对比分析比较双尾鳍、双尾、单尾线型各自的特点,提出优秀的双尾鳍肥大型散货船线型.     

双艉船型优化的系统研究方法

本文介绍了在长江双艉船型型线的研究开发中,利用船体型线生成交互设计、船舶工程CFD综合技术及船模试验三位一体的优化船舶线型的系统研究方法。     

船艉线型对船舶阻力性能的影响

以船体阻力性能为优化对象,基于改造母型船法,分析船艉线型的改变对船舶阻力性能的影响。根据船舶主要参数设计要求,参考同类船型,利用Tribon-Lines模块对船舶艉部型线进行改造,生成两种方案船型,并通过CFX软件对母船型以及方案船型进行粘性绕流场的数值模拟,讨论不同航速下艉部线型对船体总阻力的影响。研究结果表明,在以船体阻力性能为优化对象时,选优后的方形艉在相同的航速下阻力低、消耗的功率小、形状效应小、粘压阻力和摩擦阻力也相对较小。     

船舶线型设计与研究

通过船舶线型的设计与研究，进一步探明了船型与船形之间的有机联系，以及船舶线型的优劣对航速或所需主机功率，即对能耗的影响是相当大的。研究表明，同样主尺度要素下采用不同的船形，收到功率的比差可达20％，这种仅靠船舶线型本身改善而取得的节能效果相当可观。同时，还研究了不同的艉部船形对伴流场及艉部激振的影响，提供了球艏及艉部线型某些参数的选择范围，可供设计参考。     

20000吨级江海直达新船型应用前景分析

本文根据20,000t级江海直达散货船的应用范围,选取营运三条航线的三艘船舶作为比较对象进行研究,通过计算不同船型在不同航线营运的必要运费率将直达船型与其他船舶进行比较,直观地体现了各船型在不同航线运营时的经济效益。并通过对必要运费率的计算结果进行敏感性分析来寻找对20,000t级江海直达船型来说较敏感的市场因素,并确认与不同船型比较时对其有利的市场波动情况。论文的研究成果可为20,000t级江海直达船型投入市场后的经营方式提供参考,为有意于投入江海运输事业的各界人士提供决策参考。     

计算机辅助的双尾鳍舰船型线设计研究

为了提高航运船舶的航行效率,改善船舶的流体力学性能,船舶领域针对船型的优化设计一直是研究的热点。本文研究的对象是双尾鳍舰船,这种舰船相对于传统舰船具有更高的航行稳定性和效率,由于尾鳍的曲线形状复杂,本文重点解决了双尾鳍舰船型线的设计问题,研究过程主要采用参数化设计,并基于CATIA三维软件平台进行了双尾鳍舰船型线的曲面建模和尾鳍轴流特性分析。