船艏及干舷压浪在高速艇上的应用对比

快艇在高速航行时会产生剧烈的艏部兴波和干舷淹湿问题,通常需要采用适当的压浪措施来控制这些不利因素。为进一步研究干舷压浪技术在高速艇上的应用效果并与船艏压浪技术进行对比,基于某一细长高速穿浪船,对比这2种压浪技术对船体兴波、淹湿、运动、稳性和高速下横倾回复力矩的影响。船体淹湿、阻力和船体运动通过求解URANS方程和使用动网格技术获得,高速下的横倾回复力矩也通过求解URANS方程获得。计算结果表明,2种压浪技术均能有效控制船体淹湿,但干舷压浪设计能在船长范围内控制船体淹湿并具有更好的初稳性,在高速下也有更大的横倾回复力矩。自航模试验也验证了压浪干舷的可行性和良好性能。     

楔形压浪体在内倾式船首中的应用研究

在内倾式船首早期研究的基础上,为了提高内倾式船首的实用性,将楔形压浪体应用于内倾式船首,并通过CFD计算发现楔形压浪体能够有效减小内倾式船首在高航速使用时的干舷淹湿面积和兴波,减小航行阻力,并能提供抑制船舶纵向运动的额外阻尼。     

内倾干舷单体复合船型运动预报

本文所研究的船型是以某圆舭船型为母型,采用低内倾干舷和后倾穿浪首设计,应用减纵向运动组合附体技术生成的新型单体复合船型。本文对该新型单体复合船型开展运动预报研究,应用RANS方法计算船体水动力系数,研究该船型水动力特性。对该船型进行纵向运动性能预报,将预报结果与模型试验结果进行对比分析。结果表明,本文采用的预报方法能够反映出内倾干舷单体复合船型的水动力特征,预报精度达到工程精度要求。     

高速穿浪船——一种新型的复合型高性能船

80年代后期,一种由高速双体船和小水线面船概念复合的新型高性能船舶——高速穿浪船得到非常迅速的发展。高速穿浪船由浮体、支柱及中央艇体三部分组成。静水和小风浪中,中央艇体离水,依靠两个浮体掠水滑行;大风浪中细长浮体穿浪,支柱割划波浪航行,酷似小水线面船波中航行,适航性能显著改善。它保留了高速双体船高速、低耗、甲板面积宽敞之优点,融合了小水线面船高耐波能力之优点,去除了小水线面船复杂的操纵控制系统及动力传递要求,使技术结构相对较为简单,建造使用成本随之下降。高速穿浪船出现后短短几年内获得迅速发展,产品已进入欧亚二洲,跻身于现代高性能船行列中成为重要成员之一。由单一的快速载客渡船发展至适用于近海的千吨级大型车客渡船,并正向横跨大洋冲击,具有不可低估的发展潜力。     

低干舷隐身船波浪中纵向运动的模型试验及理论研究

低干舷隐身船由于采用低于舷和内倾设计,容易引起甲板上浪和非线性水动力,因而其耐波性能与传统直壁船型差别较大.文中通过模型试验和理论计算的方法,对低干舷隐身船在顶浪时规则波和不规则波中的纵向运动响应开展了研究.理论方法包括S.T.F.线性切片法和非线性时域方法,并且在时域计算中考虑了船体湿表面变化和甲板上浪对纵向运动的影响.研究表明,隐身船在波浪中的纵向运动存在明显的非线性现象,船舷内倾是导致船体纵向运动非线性的主要因素,采用非线性时域方法可以较好地预报低干舷隐身船型在波浪中的纵向运动.     

高速轻型穿浪双体船船型及性能试验研究

开展了140 t级高速穿浪双体船船型研究及阻力、耐波性系列模型试验,比较分析了三种典型穿浪船船型阻力、纵向运动性能的差别,确定了综合性能最佳的型线方案.对优选的型线方案,进一步开展了航态优化试验、变间距比、变长宽比、变重心纵向位置的阻力对比试验,不同间距比的静水横摇及不规则波横摇试验.指出了高速轻型穿浪双体船阻力和耐波性能的影响因素及其变化规律.     

穿浪双体船的船型特性及操纵避碰特点

就穿浪双体船的船型特点进行了分析和介绍,对穿浪船的阻力特性进行了简要分析,归纳出穿浪船的操纵特性.     

深V型滑行艇静水阻力性能影响因素研究

基于深V型滑行艇的系列模型阻力试验数据,比较系统地分析了深V型滑行艇静水阻力的影响因素,研究了阻力、浸湿面积、浸湿长度以及航行纵倾角随折角线长宽比、重心纵向位置、负荷系数、艇底斜升角等因素的变化规律,指出在舯部斜升角保持24.6°不变的前提下,艇底艉部横向斜升角为10°左右时滑行艇静水中的阻力性能较优,进一步增加增升角度对静水阻力性能不利。     

穿浪双体船中间艏平首结构的工程应用研究

穿浪双体船的中间艏采用平首结构,可以为驾驶员提供首部宽度参照,在航行或靠泊的操船过程中对水下片体进行保护。将常规双体船的平首结构应用到穿浪双体船中,形成一种国内特有的杂交穿浪双体船型,通过对穿浪双体船中间艏线型改型和模型的耐波性试验,结合平首结构的施工工艺设计和结构强度分析,解决了平首结构在穿浪双体船上的工程应用问题,为同类型穿浪船的研制提供了可借鉴的经验。     

200t高速穿浪双体渡船喷水推进器设计

穿浪双体船作为一种有着优良快速性与耐波性的新船型,在海上高速运输方面显示出了普通船舶无可比拟的优势。而喷水推进器作为一种适于高速船舶的新型推进器,其技术也日臻成熟,有着广阔的发展前景。目前,众多高速穿浪双体船采用了喷水推进器,实践证明了其卓越的综合航行性能。本文以200t高速穿浪双体渡船为例,进行了喷水推进系统主要参数的计算、校核以及双体船航行特性曲线的绘制。     

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。     

高速双体穿浪船艏部结构动态位移监测与分析

为了测量穿浪双体船艏部结构在航行过程中的动态变形,并分析其变形的规律,文章利用光学微动测量系统对船体艏部结构的变形进行实时监测,并对测量数据进行实时自动采集与存储。试验结果表明:航行过程中动态变形为4.72 mm~7.60 mm;低海况高航速下的结构变形明显大于高海况低航速下的结构变形;在不同航向试验中,顶浪航行结构变形最大,艉斜浪、艏斜浪和顺浪工况相差不大。分析结果既可论证微动测量法监测动态变形的可行性,又可为高速双体穿浪船艏部结构疲劳裂纹和变形等机理研究及局部优化提供参考。     

滑行艇喷溅阻力特性模型试验研究

通过开展棱柱型滑行艇喷溅阻力的模型试验研究,提出了一种滑行艇喷溅阻力的计算分析方法.试验选取4组不同初始纵倾角τ=1.5°,2.2°,3.0°,5.0°,每个纵倾角对应2个吃水,分别为:τ=1.5°时吃水dA=37.3,27.3 mm;τ=2.2°时dA=58.0,38.0 mm;τ=3.0°时dA=58.0,48.0 mm;τ=5.0°时dA=73.0,53.0 mm.每个吃水下的航速分别为1,2,3,4,5 m/s共计40种工况.通过在艇底布置压力传感器测量航行过程中受到的水动压力,同时采用高速摄像机拍摄的视频捕捉航行过程中的喷溅区域和滑行面,开展滑行面压力传感器数据的处理分析,确定了滑行艇滑行面的阻力特性,在此基础上采用间接法完成了滑行艇喷溅阻力的分析计算.结果表明:高速滑行状态下,滑行艇的喷溅阻力约占总阻力的22%~35%.     

穿浪型双体高速客滚船火灾风险及对策

穿浪型双体高速客滚船是一种客货同载的高性能高速船,在恶劣海况下具有其他类型高速船不可逾越的航行综合性能,未来在海上短途客滚轮渡、海运快递以及岛屿、海峡之间的海上快速交通运输等领域具有广阔的发展前景。穿浪型双体高速客滚船在营运过程中存在一定风险,火灾就是其中最常见的风险。本文分析穿浪型双体高速客滚船火灾事故成因,探讨解决方案和总结相应对策,为穿浪型双体高速客滚船的火灾预防和应急处理提供切实可行的应对措施。     

滑行艇在规则波中的数值模拟

针对波浪中滑行艇水动力性能预报的不足,提出了一种基于六自由度运动模型的滑行艇水动力性能预报方法,实现其在波浪中自由运动的水动力性能预报。首先根据水波理论利用CFD技术完成了三维数值水池的造波和消波,然后以某型滑行艇为模型,将六自由度方程赋予滑行艇,实现了其在迎浪匀速航行时随波浪的自由运动,最后通过Fluent数值计算得到了其在波浪中自由运动时的阻力、升力、升沉位移、纵倾角以及兴波等流场参数。计算结果表明:利用该方法获得的某型滑行艇的流场参数较真实地反映了滑行艇在波浪中的姿态,为滑行艇耐波性实验提供了一定的理论依据。     

高速救助船如何防止缠缆

双体穿浪铝合金高速救助船属于世界第三代穿浪船,全铝合金构造、双体设计;采用德国DETUS主机(2240×2)、瑞典MJP双喷水推进,JOYSTICK操纵;具有良好的适航性、耐波性、快速性、可靠性和操纵性,具有夜间搜寻救助的能力,配备了较全面的救助设备,可有效提高海上救助工作的效率。虽然该型救助船已有使用十余年的历史,但其中救助使用仍处于不断的探索实践中,本文仅就影响航行及救助安全中出现的问题做一个阐述。     

穿浪双体船T型水翼状态反馈H∞控制器设计

穿浪双体船在海洋中高速航行时,纵向运动会对其性能造成不利影响,产生的垂向加速度使乘员晕船,设备短期失效。为了解决此问题,首先建立穿浪双体船纵摇和垂荡运动模型,然后运用切片理论求解运动方程中的水动力系数,将随机海浪作为外界干扰,以T型水翼为纵向运动稳定装置,进而建立带T型水翼的穿浪双体船纵向运动模型。最后以90 m长的穿浪双体船为研究对象,利用状态反馈H∞控制策略设计控制器,对船体的纵摇和垂荡进行仿真实验。结果表明:状态反馈H∞控制器可有效地减小船舶纵向运动,降低晕船率,为减小高速船纵向运动提供可靠实用的方法。     

基于水动力分析的高速滑行艇阻力估算

针对滑行艇高速航行的运动特性进行其动态阻力的估算研究。首先通过分析滑行艇在高速航行时艇体受到的各种水动力，建立其六自由度操纵性数学模型，并利用四阶龙格一库塔法解算滑行艇的运动姿态。然后计算滑行艇高速航行时的动态阻力，所得结果与船模试验数据吻合较好，并对各种滑行阶段的运动特性进行分析，结果表明基于水动力分析的阻力估算方法具有较强的工程实用性。     

迎浪规则波中高速滑行艇运动响应数值预报与分析

为准确计算滑行艇在波浪中的水动力性能,基于粘性理论,采用随体网格技术、耦合求解运动方程,完成了滑行艇在迎浪规则波中运动响应的数值预报.对滑行艇运动响应结果采用时域和频域方法分析,给出了入射波的周期与滑行艇固有频率对滑行艇运动响应的影响分析结果,对数值计算值与模型试验值进行比较.结果表明,数值计算方法可以准确且高效预报滑行艇在波浪中高速航行时的运动姿态及水动力特性,为滑行艇设计提供指导和参考依据.     

带自控翼穿浪双体船纵向运动研究

减小穿浪双体船在波浪上的纵向运动对提高其性能具有非常重要的意义。本文在传统固定水翼和尾压浪板的基础上引入自控翼系统,根据切片理论,利用Matlab编程计算穿浪双体船的纵向运动。根据计算和试验结果分析得到水翼的最佳运动控制方式,进而得到穿浪双体船带自控翼时的纵向运动。对比结果表明,自控翼系统可以较大地减小穿浪双体船的纵摇幅值。