拖曳水池船模阻力校准技术研究

以国内某拖曳水池船模阻力校准为应用示范,提出拖曳水池船模阻力精确校准方法。首先,研究建立阻力标准模型,并将国际拖曳水池会议(ITTC)介绍的重复性试验拓展至不等精度的多组试验,以加权算术平均值作为测量结果的最佳估计,确定精确的船模阻力基准数据。其次,开展船模阻力总阻力系数不确定度的分析,并结合二因次换算法,提出基于"测量不确定度表示指南"(GUM)的总阻力系数不确定度评估方法。最后,利用与国内水池船模阻力的比对而获取修正值,实现船模阻力参量的校准;同时,开展国际比对,进一步验证了拖曳水池船模阻力精确校准方法的可操作性和合理性。     

拖曳水池方案设计

结合一新建水池介绍了船模拖曳水池的设计理念及方法,阐述了水池主要尺度与拖车速度、加速度、制动速度的关系,指出了确定水池长度、宽度、深度应注意的问题,分析了系列速度段拖车速度运行状况,于一年内不同时段先后开展了5次重复试验,用以跟踪研究水池拖车系统稳定性,5次试验数据重复性好。为验证试验精度,与其它两个水池开展船模静水阻力比对试验,结果显示比对试验数据吻合。     

救生艇海锚水阻力试验研究

为了估算救生艇在风浪中的漂移速度,在船模拖曳水池中进行艇用海锚水阻力试验研究。海锚漂移速度(即拖车拖曳速度)范围为0.3～1.5 m/s,共7档,锚索长度为10～25 m,共4档。试验结果表明,海锚阻力大体上与速度的二次方成正比,且锚索越长,海锚阻力越大。在试验数据的基础上,运用最小二乘法给出估算海锚阻力的经验公式。     

拖曳水池船模阻力试验不确定度分析

为了提高拖曳水池船模试验精度和便于相互交流与比较,第22届和23届国际船模试验池会议(ITTC)都推荐世界各国水池在给出试验结果的同时,也给出试验结果的不确定度.文中给出一艘玻璃钢标准船模在江苏科技大学拖曳水池进行重复阻力试验的情况,采用了ITTC建议的不确定度估计方法,对该船模的船型因子(1+K)、湿面积(S)、傅汝德数(Fr)进行了不确定度分析,给出了分析结果.并且计算出在试验速度下各阻力系数Ci的偏差限、精度限和总不确定度,对试验结果进行了综合分析.     

拖曳水池船模对比试验研究

介绍了船模拖曳水池概况,以及水池轨道、拖车性能指标,结合水池尺度合理选择了标定用的阻力模型,并给出船模对比试验的结果,试验结果表明.该水池的各项性能指标良好.能满足教学科研和工程上的试验要求.     

霍尔锚水阻力试验研究

为研究悬挂状态的霍尔锚在水中移动时的阻力,在船模拖曳水池中进行了模型试验.以拖车运行速度模拟锚移动速度,并采用一套简易装置测试出锚的阻力.试验结果表明,锚阻力大小与移动速度的平方成正比.通过回归分析给出了锚阻力的经验公式,可为相关研究提供参考.     

KCS标模直航拖曳试验不确定度分析

根据江苏科技大学水池、拖曳系统和测量设备参数，开展缩尺比为1∶70的KCS基准船模直航拖曳试验。按照国际拖曳水池会议（ITTC）试验不确定度分析规程，对KCS设计航速下复合航次的阻力测量以及船体表面波形测量进行不确定度分析。结果表明：在95%置信水平下（k=2），船模试验总阻力的相对不确定度在1%以下，B类总的不确定度对总阻力的影响最大；对于船体表面波形测量不确定度，刻度标注偏差的不确定度所占比重最大。     

浸没式喷水推进自航试验及数值模拟

浸没式喷水推进器与船体高度融合,难以通过试验的方法测量推进器各部件受力,因此文中采用船模水池试验和数值模拟相结合的方法来分析浸没式喷水推进的水动力特点。该文首先开展了船模拖曳阻力试验,测量了船模阻力、纵倾角及重心升沉。然后开展船模自航试验,测量了船模纵倾角、升沉及轴的转速、力矩、推力等数据。基于CFX软件,对拖曳阻力试验及船模自航试验进行了数值模拟。在四个不同航速下的数值模拟中,阻力计算误差在3.7%以内,轴推力计算误差在2.7%以内,轴力矩计算误差在4.6%以内,试验测量值和CFD预报值吻合较好。通过数值模拟可以进一步得到浸没式喷水推进器上各部件的受力情况,泵的流量、扬程及其它流场信息,克服了浸没式喷水推进器推力测量和流场测量的困难。     

拖曳水池标模阻力复合航次试验不确定度分析

参考国际拖曳水池会议(ITTC)推荐的规程,对船模拖曳水池的阻力试验进行不确定度分析。根据船模阻力试验的流程,确定试验过程中的误差源;根据不确定度的传递方程,确定误差源对试验结果的影响;基于一艘船模标准模型进行带舵的复合航次重复试验,并根据试验误差源分析得到试验结果的不确定度。在此基础上,提出降低试验不确定度的方法。分析结果表明,在95%置信水平下(k=2),总阻力及其主要水动力系数的不确定度均小于1%,试验结果可作为标模基准校验使用。     

滑行艇船体性能的模型试验

利用长11．8m滑行艇船体的1：8缩尺船模，进行一系列的裸船体阻力试验。船模在静水、压载状态和一定的速度范围内进行试验。试验中测量了拖曳力、航行纵倾和下沉。其中船体浸湿面积和浸湿长度应用水下摄像确定。试验中还布置了能大量喷水的压力喷头，使船体表面不同位置均达到标准压力。应用拖曳水池中横向布置的电容探头测量波形，同时应用激光多普勒速度仪(LDV)确定船体的两个区域在几种航速下的边界层速度场。试验结果发现，船体尾部的压力较低，而邻近边界层外部的速度高于应用一般滑行理论的预报值。介绍船模、试验装置、测试步骤和测试数据实例。     

船用丙纶缆绳的水阻力试验研究

在船模拖曳水池中进行了船用丙纶缆绳的水阻力试验。缆绳切向阻力系数由长、短两根裸绳直拖试验而获得,为0.036;法向阻力系数由缆绳悬挂重物吊拖试验得到为1.66。     

船模阻力虚拟试验教学系统开发研究

依据大连理工大学船模试验水池多年试验数据,采用数值分析方法,结合船模阻力试验影视资料开发船模阻力虚拟试验教学系统,较为形象地模拟船模阻力试验,对船模阻力试验进行虚拟教学.该系统运用Visual Basic程序设计语言,采用了面向对象设计方法,结合可视化设计技术,使得系统具有良好的可维护性、扩展性和开放性.     

一种具有倾斜侧体的三体船阻力试验研究

作为一种高性能船型,三体船受到了研究人员的广泛关注。由于侧体位置对三体船剩余阻力会产生影响,为了研究倾斜侧体对三体船阻力性能的影响,设计了一种新型的倾斜侧体三体船,并在拖曳水池中开展了相应的船模阻力试验。试验中,针对这种新型的斜侧体三体船,采用船模拖曳的试验方法测量了不同装载情况侧体多个倾斜角度下的三体船裸船体阻力。而后,依据傅汝德假定对试验数据进行了计算,分析并讨论侧体倾斜角度对三体船剩余阻力的影响。试验结果表明,选择侧体合适的倾斜角度有利于降低三体船的航行阻力,为此类船型的设计尤其是快速性方面的研究和设计提供参考。     

水深对船体形状因子的影响

为测量浅水对船模阻力换算中使用的船体形状因子的影响,我们在拖曳水池中进行了一系列船模试验。对7艘方形系数系列变化的模型进行了测量,它们分别代表从巡逻艇到油船等各种各样的船型。试验结果表明:形状因子值的确定与水深有关。本文给出了形状因子与吃水/水深比的经验公式。     

沪东型巴拿马油轮船型研究

介绍沪东型巴拿马油轮在国际航运市场上的需求情况和船舶主尺度分析，船体设计以及航运经济性，接着介绍该船体线型优化设计；设计了两个球 球尾线型，在上海船研所拖曳水池分别进行船模阻力、自航试验及尾部伴流场测试和尾部节能装置节能试验研究。     

8万吨油轮模型国外大水池与七0八所水池试验的比较

通过对不同缩尺比8万吨油轮阻力，自航试验、国外大水池与七0八所船模试验池所得结果比较，证明七0八所试验水池的模型试验只要按水池本身积累的经验对阻塞效应和部分推进因子作出修正，即可使换算至实船的预报结果与国外大水池大船模的结果相当吻合。     

“系列60”C_B=0.6几何相似6米船模波型分析结果

通过与国外水池同类船模所给出的波型分析结果之比较,考察本水池(CSSRC-01水池)波型测量的精度。根据十五届 ITTC 阻力委员会的建议,本类船型的波型分析结果可以作为标准试验状态的数据,以资评价兴波阻力计算方法之用。试验使用6米木质船模,距首柱1/(20)站处装有直径为1毫米之激流丝,在波型测量的同时也进行了船模总阻力及开沉的测量。波型测量使用电容式及超声波式两种探头,采用     

2.5万载重吨多用途干货船船型优化及节能装置

介绍2.5万DWT肥大型多用途干散货船船型优化及节能装置的船模试验研究.其船体线型优化设计和球艏的优选,在上海船舶运输科学研究所拖曳水池进行.文中给出了船模阻力、自航和尾部伴流场测试的试验结果,分析了船型变化对快速性的影响,同时介绍了尾部加装节能装置前置导管及舵球的节能效果.该船型优秀,快速性指标先进,是经济高效船舶.实船正在建造中.     

船舶纵摇对内外桨水动力性能的影响分析

本文采用基于RANS方程的数值波浪水池和数值拖曳水池技术,针对四桨两舵船模,开展了带有纵摇运动的自航CFD模拟研究.首先开展了静水中的船模阻力和自航CFD模拟,并通过与模型试验结果的比较,初步验证了本文的CFD模拟方法;随后开展了不同运动周期的耦合运动响应的船模自航CFD模拟,对该种状态下船模的阻力、运动响应和船后螺旋桨的推力、扭矩等进行了分析,获得了有关变化特性.本文的研究工作,包括对于运动中舰船的快速性研究和预报等,具有一定的指导意义和参考价值.     

船舶吃水对微气泡减阻影响的水池试验研究

针对大比尺平底型船模,分别在船模底部的首、中部安装多孔硅材料板以生成微气泡,在大型拖曳水池中进行了不同拖曳速度、不同喷气量下,吃水对减阻率影响的对比性试验.试验结果表明,仅在首部喷气以及首、中部等量同时喷气且Fr≤0.646时,浅吃水时的减阻效果好.Fr＜0.646时,浅吃水下纵倾角较深吃水明显减小;Fr＞0.646时,浅吃水下纵倾角增幅较深吃水大.试验结果为实船应用提供了有用的依据.