内河船舶浅水阻力计算

本文分析了现有的几种浅水阻力计算方法。分析了一百八十四条浅水阻力曲线及相应的深水阻力曲线,应用 Artjushkov 图谱进行浅水池壁影响修正,应用修正的 Prohaska 方法计算深浅水形状因子1 K,对水深傅氏数 F_h=0.5～1.05计算了浅水兴波阻力系数 C_w、经济航速 Fhe 和浅水形状因子增量△K,将上述参数视为变量 H/T、L/B、B/T 和 C_B 的幂指数方程的函数,应用回归分析确定幂指数。用此可:计算无限宽裸体浅水阻力曲线,作为浅水阻力性能的初步衡准;确定经济航速,提高营运经济性。浅水粘性阻力增量的计算对提高模型与实船的相关性是有益的。     

西漳船型的阻力计算方法

本文在船模试验的基础上,求得西漳船型单位排水量阻力与航速的最佳吻合曲线,从而提出一种简便实用的西漳船型深水阻力计算方法。再由深水阻力,按许立汀浅水阻力计算方法的原理,提出一种简便的浅水阻力计算方法。     

圆舭型快艇浅水阻力计算

分析９ 艘圆舭型快艇船模浅水阻力系列试验资料,寻找每艘船模阻力变化规律,由１０８ 条内插阻力曲线应用回归分析直接计算及依据深水阻力转换的间接计算分别计算浅水阻力曲线。可用于该类船型浅水功率估算及主尺度优化分析计算。对无浅水影响最小水深及超临界纵倾角也作了一定研究     

圆舭型快艇浅水阻力计算

分析９艘圆舭型快艇船模浅水阻力系列试验资料，寻找每艘船模阻力变化规律。由１０８条内插阻力曲线应用回归分析直接水计算，及依据深水阻力转换的间接计算，分别计算浅水阻力曲线。对无浅水影响最小水深及超临界纵倾角也作了一定研究。     

某客滚船主尺度变化对阻力性能的影响

[目的]从节能减阻方面对客滚船的主尺度比进行研究。[方法]利用模型试验和数值模拟的方法,研究船舶主尺度比(长宽比L/B、船宽吃水比B/T)变化对阻力性能的影响。[结果]结果表明,某700客位客滚船不同L/B方案之间的有效功率在较低航速时最大差异仅为150 W,在较高航速时最大差异增大到1300 W;不同B/T方案之间的有效功率在较低航速时最大差异为170 W,在较高航速时最大差异仅为300 W。[结论]研究发现:增大L/B值能够明显减小实船航速对应的模型阻力和实船有效功率;不同B/T方案的实船有效功率相差不明显。     

渔船不规则波中阻力增值预报

一、前言渔船在波浪中航速的正确预报,对于渔船的渔捞作业和航行性能有重要作用。因此,在渔船设计初期应能估算不规则波中阻力的平均增加。为此,我们利用近年来在上海交通大学船舶流体力学研究室对我国比较典型的五艘渔船船模进行的耐波性试验结果,分析它们在规则波中迎浪时不同航速的阻力增值。采用Jinkine和Ferdinande方法进行回归分析,给出了不同尺度要素的渔船在规则波中阻力增值无因次系数的计算式。针对三个航区选取了三个波谱公式,计算一系列主尺度要素、航速的渔船在不同有义波高时的不规则波中阻力增值。给出了供设计计算的不规则波中阻力平均增值的近似公式和曲线。     

内河大型自航绞吸挖泥船浅水阻力数值计算

利用CFD方法计算某内河大型自航绞吸挖泥船在浅水状态下的总阻力。在不同水深及不同航速下对船模周围流场进行数值模拟,计算过程考虑自由面的影响。将计算结果与模型试验作比较,计算结果有较高的可靠性。并通过分析这类船型的流场分布进一步理解船舶在浅水航行中的阻力成因。     

三体船阻力回归分析及预报方法研究

基于三体船船模系列阻力试验结果,以非均匀B样条拟合船模阻力试验数据随航速变化关系曲线,采用模长界限控制的Gram-Schmidt正交化方法建立给定排水量和航速三体船阻力与侧体位置关系的回归模型,该方法能够快速而有效地获取有效范围内任意给定航速下三体船阻力随侧体位置的变化关系,具有一定的理论意义和较高的工程实用价值.     

关于深水、浅水与限制性航道界定的探讨

通过对船舶阻力的分析和计算．根据影响阻力的主要因素，航速、水深与船吃水比、断面系数，由换算系数来界定深水、浅水与限制性航道。     

考虑浅水影响的航速测量不确定度分析

受实船试航水域水深的影响,对于深吃水的大型船舶航速测量结果必须采用适当的方法进行航速的浅水修正.本文采用GUM测量不确定度分析方法,以某大型油轮为例,对考虑浅水影响的航速测量进行了不确定度分析.     

Hydrodynamic optimization of ship hull forms in shallow water

A computational method for improving hull form in shallow water with respect to wave resistance is presented. The method involves coupling ideas from two distinct research fields: numerical ship hydrodynamics and nonlinear programming techniques. The wave resistance is estimated by means of Morinos panel method, which is extended to free surface flow and considers the influence of finite depth on the wave resistance of ships. This is linked to the optimization procedure of the sequential quadratic programming (SQP) technique, and an optimum hull form can be obtained through a series of iterations giving some design constraints. Sinkage is an important factor in shallow water, and this method considers sinkage as a hydrodynamic design constraint. The optimization procedure developed is demonstrated by selecting a Wigley (C _B = 0.444) hull and the Series 60 (C _B = 0.60) hull, and new hull forms are obtained at Froude number 0.316. The Froude number specified corresponds to a lower than critical speed since most of the ships operating in shallow water move below their critical speed. The numerical results of the optimization procedure indicate that the optimized hull forms yields a reduction in wave resistance.     

单桨浅吃水肥大船系列试验图谱

本文在单桨浅吃水肥大船母型优化的基础上，将影响阻力性能的主要船型参数Ｂ／Ｔ、Ｌ／Ｂ、ＣＢ和ＬＣＢ在优秀母型参数附近作系列参数变化的试验，以探讨船型参数对该类船型阻力性能的影响。     

浅水中船舶水动力特性数值计算

本文对浅水中船舶水动力特性进行数值计算研究.采用RANS方程结合RNG K-ε两方程湍流模型,对一方形系数0.6的系列60船模在浅水中的阻力、升沉、纵倾和兴波进行数值计算,其中自由面采用VOF方法处理;计算中,水深Froude数范围0.6～1.8,包含了临界和超临界水深Froude数.数值计算得到的阻力、升沉和纵倾与模型试验结果及采用三维扩展Boussinesq方程的计算结果进行了比较分析,吻合较好,部分计算结果得到改进.     

A numerical investigation of the squat and resistance of ships advancing through a canal using CFD

As a ship approaches shallow water, a number of changes arise owing to the hydrodynamic interaction between the bottom of the ship’s hull and the seafloor. The flow velocity between the bottom of the hull and the seafloor increases, which leads to an increase in sinkage, trim and resistance. As the ship travels forward, squat of the ship may occur, stemming from this increase in sinkage and trim. Knowledge of a ship’s squat is necessary when navigating vessels through shallow water regions, such as rivers, channels and harbours. Accurate prediction of a ship’s squat is therefore essential, to minimize the risk of grounding for ships. Similarly, predicting a ship’s resistance in shallow water is equally important, to be able to calculate its power requirements. The key objective of this study was to perform fully nonlinear unsteady RANS simulations to predict the squat and resistance of a model-scale Duisburg Test Case container ship advancing in a canal. The analyses were carried out in different ship drafts at various speeds, utilizing a commercial CFD software package. The squat results obtained by CFD were then compared with available experimental data.     

基于CFD的内河船深浅水中操纵性预报

由于岸壁效应和浅水效应,内河船舶在限制水域作操纵运动时通常受到比在开阔水域中更大的水动力.这些水动力对船舶操纵性具有不利影响,有可能导致船舶碰撞或触底等海上事故.因此,为了在船舶设计阶段预报其操纵性能,考虑浅水效应和岸壁效应以准确计算内河船舶操纵运动水动力非常重要.本文基于CFD方法,通过对粘性绕流进行数值模拟,对长江中营运的三艘内河船舶的操纵运动水动力进行计算.首先,为了验证数值方法的可靠性,对标模KVLCC2纯横荡和纯首摇试验的水动力进行计算,并将计算结果与现有的试验数据进行对比.然后,对三艘内河船舶在不同水深下的静舵试验、纯横荡和纯首摇试验进行数值模拟,计算得到水动力及相应的线性水动力导数.最后,基于计算得到的水动力导数,获得Nomoto模型中的操纵性参数,对比分析三艘内河船舶在深浅水中的操纵性能.结果表明,本文方法可以揭示不同水深下三艘内河船舶的操纵性变化趋势.该方法可为船舶设计阶段内河船舶深浅水中的操纵性预报提供一种实用的工具.     

浅水条件下船舶通过船闸时的水动力性能数值研究

文章通过应用CFD方法数值模拟在浅水条件下通过船闸的船舶粘性绕流,对船舶通过船闸时的水动力性能进行了数值预报研究。通过UDF编程定义船舶的运动,使用动网格方法和滑移交界面技术进行船舶运动过程中的网格更新,计算作用在船体上的水动力,并由计算得到的水动力求得船体下沉和纵倾。为了验证所采用的数值方法,以一艘通过比利时泽布吕赫Pierre Vandamme船闸的船舶为例,在模型尺度下进行了计算,并将计算结果和佛兰德水利研究所的模型试验基准数据进行了比较。通过分析不同船速、偏心距和水深条件下的数值结果,给出了这些因素对船舶通过船闸时的水动力性能的影响。该文研究结果可为浅水条件下船舶通过船闸时的安全操纵和控制提供一定的指导。     

采用Green-Naghdi方程和有限元法计算浅水船波

采用波动方程／有限元法求解Green-Naghdi(G-N)方程计算船舶在有限水深区域的兴波和波浪阻力。把行驶船舶对水面的扰动作为移动压力直接加在Green-Naghdi方程里，以描述运动船体和水面的相互作用，并经此来计算不面波动、船底水动压力和波浪阻力。G－N方程比浅水方程增加一个非线性的频散项，以补充有限水深对浅水船波的影响。采用随船运动网格的有限方法，以Series 60 CB=0.6船作为算例给出浅水船波的计算结果，并与浅水方程的结果进行了比较。计算结果表明，当船速小于临界速度时，由于频散的影响，G－N方程级出的船后尾波波高比浅水方程的结果大，同时波浪阻力也比浅水方程的结果有所提高。当船速大于临界速度时，G－N方程的计算结果与浅水方程基本相同，频率散射无明显影响。