穿浪双体船扭矩计算方法研究（一）

穿浪双体船是在双体船的基础上开发出来的一种新船型。它因具有速度快，适航性好，布置宽敞等优点而受到人们的关注。但由于穿浪双体船左，右片体比普通双体船片体窄而高，连接桥宽度很大而其高度又很小的特点，使连接桥的横向强度，扭转强度成为结构设计的关键技术，穿浪双体船在航行中的波浪载荷是很复杂的，直到目前为止，还没有找到关于双体船设计“规范”专门对双体船外载荷进行准确，详细的研究与计算，这就给穿浪双体船的研究设计带来一定的困难，为此，针对穿浪双体船在波浪中的受力状态，根据力学平衡原理，在研究计算总纵弯矩的基础上，采用数学积分的理论方法，推导出了穿浪双体船波浪外载荷及连接桥扭矩，横向弯矩的计算方法，通过对某型穿浪双体船的计算，并与其他近似方法比较，认为本方法的计算经是相当精确的。     

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。     

穿浪双体船剩余阻力影响因素分析及总阻力预报方法

文章在30～60米级穿浪双体船系列模型试验研究和实船设计的基础上,对影响穿浪双体船剩余阻力的相关因素进行分析.其中片体瘦削系数L/△<'1/3>、片体间距比K/b和艉扰流板深度h对于穿浪双体船的剩余阻力影响显著,实船设计中存在最佳状态.文中对模型试验数据进行分析整理,绘制了不同片体间距比下的剩余阻力系数图谱,提出了一种基于模型试验的穿浪双体船总阻力预报方法,计算实例表明该方法在设计初期缺少模型试验的情况下,能够较准确、高效地预报穿浪双体船的总阻力,对穿浪双体船参数的优化和快速性预报有一定的工程实用价值.     

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.     

科技期刊文摘

1）尾部斜升角对高速穿浪双体船的性能影响．马骏，邓爱民．船海工程，2005（3）：4～6．探讨片体尾部横向斜升角的变化对高速穿浪双体船的阻力与通航性的影响，通过对阻力与i适航性的船模试验结果分析，总结高速穿浪双体船的片体尾部斜升角的选择思路。     

穿浪双体船连接桥强度计算方法研究

穿浪双体船的连接桥是承受横向弯曲力矩和扭转力矩的主要受力构件。详细介绍了“简化解析法”的推导过程，该方法非常适用于穿浪双体船方案设计及初步设计的连接桥强度计算。     

尾部斜升角对高速穿浪双体船的性能影响

探讨片体尾部横向斜升角的变化对高速穿浪双体船的阻力与适航性的影响，通过对阻力与适航性的船模试验结果分析，总结高速穿浪双体船的片体尾部斜升角的选择思路。     

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。     

穿浪双体船附连水质量计算讨论

针对高速穿浪双体船,应用两种不同的理论对其附连水质量进行计算;利用大型有限元计算软件Patran和Nastran建立了全船三维有限元模型,并分别计算和分析了该船的模态。结果表明对于穿浪双体船按这两种理论计算所得的结果相差很小,并与实船测试数据符合较好。     

穿浪双体船横向强度与扭转强度的有限元计算

穿浪双体船的连接桥在横浪和斜浪中遭受比较大的横向弯矩和扭转力矩的作用,其自身的强度对穿浪双体船的安全性来说至关重要。本文在有限元理论的基础上,采用直接计算方法对一艘穿浪双体船进行了横向强度和扭转强度的整船有限元分析,对其总强度进行了校核,并初步分析了该船上层建筑对总横强度的影响。通过对计算结果的分析,掌握了该船的应力分布,为结构优化设计提供依据。     

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。     

500客位高速穿浪双体船阻力与船型优化试验研究

本文主要介绍和讨论在某高速穿浪双体船原型主尺度的基础上,综合考虑片体L/B和中心距等参数对快速性和耐波性的影响,用理论方法确定500客位穿浪双体船的优化线型,并做模型试验对各种方案进行验证和比较.     

海上风电场维护船船型总阻力和纵摇升沉运动研究

根据海上风电场维护船的使用和性能要求,分析小型单体船、双体船、多体船对于海上风电场的实用性,最终确定采用双体船型为风电维护船船型。结合小水线面双体船和穿浪双体船的船型优点,对风电维护船片体进行改进,得到常规型和改进型双体风电维护船型方案。采用CFD仿真技术,利用常规双体船型探索双体船阻力CFD仿真方法,对改进船型进行阻力仿真计算。采用船舶设计软件NAPA的耐波性模块计算分析两种船型的纵摇和升沉性能,得到了维护船不同速度和浪向角时两船型的纵摇和升沉响应曲线。     

波浪对穿浪双体船摇荡运动的影响

穿浪双体船作为一种新船型,逐渐在近海高速客运领域中发挥重要作用。研究穿浪双体船在不同海况条件下的摇荡运动规律具有重要意义。本文采用修正切片法计算某穿浪双体船的纵摇、垂荡以及横摇运动的幅值响应函数,并采用谱分析的方法统计计算其在不同海况条件下的摇荡运动规律,通过零航速时计算结果与试验结果的比较,验证了本文计算方法的正确性。最后,对本文计算对象在不同海况条件下的摇荡运动规律进行了分析。     

不同附体对穿浪双体船阻力和耐波性影响研究

为了评估目前国际上穿浪双体船航行控制系统常采用的控制面即不同附体对穿浪双体船阻力和耐波性的影响,对某穿浪双体船进行不同附体阻力和耐波性模型试验研究。通过在穿浪双体船尾部安装水平尾板、垂直尾板或鳍,首部安装倒T型翼3种不同组合附体形式,进行静水阻力和规则波耐波性试验。试验结果表明:不同附体组合均可以不同程度减小船体阻力和船舶运动,其中垂直尾板与倒T型翼组合减阻效果最佳,鳍与倒T型翼减小船舶运动效果最明显。     

穿浪双体船横弯矩计算方法研究

穿浪双体船是近十几年开发的新船型，它因具有航速高，适航性好，布置宽敝等优点而备受关注，也由于该船型片体窄而高，连接桥宽的横向强度成为结构设计的关键技术，但目前关于穿浪双体船在波浪中的横向勒荷研究尚不多见，根据力学平衡原理，在研究总纵弯矩的基础上，采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船在波浪中的横向载荷分布及横向弯矩的计算方法，通过船模试验及实船计算，其结果是可靠，可信的，对实船设计有一定的指导意义及实用价值。     

用于动画演示的穿浪双体船快速曲面造型

针对穿浪双体船曲面外形的特点，结合动画演示工作的要求，在充分理解CAD/CAM软件系统所提供的各种曲面造型功能特点及使用方法后，选择合理的曲面造型方法，生成穿浪双体船的三维曲面模型，并利用软件的参数化功能对模型进行调整、修改，直到得到满意的外形。     

三维流体动力方法计算穿浪双体船的船体响应

穿浪双体船船型复杂,航速较高,要准确预报其波浪载荷比较困难,但同时对于结构设计而言又非常重要。基于线性势流理论,采用三维流体动力学方法在时域上计算了穿浪双体船的运动响应和波浪载荷,时域计算结果经过傅立叶变换,在频域上分析了其响应特征。通过与规则波中试验结果和数值计算结果进行比较分析,表明用该方法计算穿浪双体船的船体响应可以获得比较满意的结果,可应用于同类船舶的波浪载荷预报。     

台湾海峡穿浪双体高速车客渡船尺度设计

文章主要对台海目前航运状况以及风浪情况进行分析,通过对比几种高性能船的优缺点,确定只有穿浪双体船作为台湾海峡车客渡船才具有最佳的经济性、快速性和适航性。并且分析了台湾海峡车客渡船必需具有适航性,在穿浪船的耐波性模型试验基础上以晕船率来确定适合台湾海峡营运的车客渡船的最小尺度。     

铝合金穿浪双体船波激振动响应计算研究

对穿浪型双体船在波浪中航行时的受载状况进行研究,采用规则波理论计算其所受波浪外载荷。利用有限元法建立了铝合金穿浪双体船波激振动响应数值计算模型。基于水弹性理论,采用所建立的数值模型对某全铝合金穿浪双体船高海情试验进行了数值模拟,将数值模拟结果与实船试验数据进行了比较,证明本文方法可靠。进行了该船受6级海况波浪激励的振动响应计算,发现全铝合金穿浪双体船波激振动位移响应较大,远大于常规单体船。还发现高海情中航行时的波激振动应力响应值亦较大。