三体船兴波阻力计算方法比较及兴波干扰研究

分别利用Noblesse细长船理论和薄船理论,以Wigley三体船为例计算傅汝德数在0.20～0.70范围内多个侧体布局下的兴波阻力,探讨三体船两个侧体间和3个侧体之间的兴波干扰,得到对三体船设计具有指导意义的结果。通过与试验结果比较表明,基于首阶近似,不考虑线积分项的Noblesse细长船理论兴波阻力系数的计算结果与薄船理论非常相近。考虑线积分项的Noblesse细长船理论兴波阻力系数计算结果小于薄船理论的计算结果,后者量值更接近于试验值,但是两种计算方法的兴波阻力系数曲线凸凹点对应的傅汝德数相近,表明两种计算方法对兴波干扰现象的计算预测是相近的。研究表明,用薄船理论计算三体船的兴波阻力,探讨多体船侧体之间的兴波干扰目前是一种简便、可行的方法。     

结合企业实践的CFD船舶阻力预报及线型优化

本文概述了研究课题——“CFD船舶阻力预报及线型优化”的理论基础，研究内容、实现流程及应用成果。该课题将现有CFD中理论上较成熟、工程上比较实用、计算精度较高的一部分内容，结合企业现有CAD资源、对企业产品进行分类，进行典型船型CFD船舶阻力及流场特性预报，并以此为基础进行船舶线型精细设计和优化设计，为船舶线型改造、新船型的开发提供帮助。     

基于CFD的双艉船型阻力数值预报

根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出一种应用计算流体动力学（CFD）理论进行双艉船型阻力数值预报的方法。该方法采用势流理论计算兴波阻力,基于粘性流理论计算粘性阻力。通过对某典型散货双艉船与液货双艉船在不同航速下的阻力预报及其试验数据的比对分析,结果显示,预报误差基本控制在4%以内。研究表明,该方法计算效率较高、易于实现、经济性较好,且预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

用Rankine波幅函数预报高速三体／五体船主体与侧体的兴波阻力干扰

基于兴波阻力的薄船理论,作者曾提出用兰金体波幅函数(RWAF)代替实际船型的波幅函数,确定了高速双体船片体间的阻力干扰因子,从而可计算得到双体船的兴波阻力.本文将该方法用于高速三体船侧体与主体之间的兴波阻力干扰计算,以探讨主、侧体尺度及相对位置变化对于兴波阻力干扰因子τO、τOM的影响及其变化规律.基于这一研究结果,可实现用单体船阻力的实验资料,经过侧体、主体间的兴波干扰影响理论修正,来估算高速三体船的阻力;同时可用于对于最小阻力三体船片体尺度与布局之优化.     

小水线面双体船阻力预报研究

小水线面双体船(SWATH)船型设计的关键技术之一是其水动力性能的预报,而其静水阻力预报是其水动力性能预报的重要内容.本文应用船舶计算流体动力学(CFD)技术并结合传统的阻力估算方法,开发了一个SWATH船型阻力数值预报集成软件系统.为了验证该系统的有效性,将其应用于一SWATH船型的总阻力和有效功率计算,并将计算结果和现有的船模试验结果进行了比较.结果表明,本文所开发的SWATH阻力预报系统可以很好地预报SWATH船型阻力随航速的变化规律以及阻力曲线峰、谷点的位置;在傅汝德数小于0.45的速度范围内,计算得到的总阻力和试验结果吻合良好.     

“企业”号航空母舰耐波性数值计算研究

法国船级社研发的水动力商业软件HydroSTAR适用于多种浮式结构物在波浪上运动的预报。文章以美国"企业"号航母为例,讨论了HydroSTAR对航空母舰耐波性计算是否依然适用,并将HydroSTAR的计算结果与切片法的计算结果进行了对比。同时,将计算出的船体运动响应幅值的有义值跟与已知的统计资料进行了对比。通过对比分析发现,利用HydroSTAR计算得到的航母运动响应较为合理地反映了航母的实际耐波性能,可以为航母的耐波性计算预报提供有价值的参考。     

双体船阻力的模型试验和理论计算

本文以一般棱形系数0.645的海洋双体船为对象,通过兴波阻力理论计算和模型试验研究,对双体船的阻力问题作了较详细的探讨。双体船的兴波阻力系由自身兴波阻力和干扰阻力两部分所组成,主要是船型形状、佛氏数和间距船长比的函数。根据薄船理论对双体船阻力利用电子计算机进行了一系列计算,研究了不同间距和航速变化对阻力的影响。计算表明,在佛氏数0.30至0.36范围内,尚选择适当的间距,有可能出现有利干扰。在产生有利干扰的区域内,最佳间距随着佛氏数的增加而减小。而在佛氏数0.36至0.50范围内,双体之间的相互作用将增加阻力,因此,双体船的总阻力大于当间距为无限大时的阻力。文中通过模型试验与计算结果作了比较,证实了上述的结论。但在阻力定量和决定最佳间距方面,薄船理论计算与模型试验结果之间尚存在着一定的差距,由模型试验得出的最佳间距往往大于理论计算。试验中并说明当佛氏数小于0.30,如果间距船长比大于0.25,则间距对双体船的阻力影响不大。最后并和一般等长度、等吃水和等排水量的单体船的阻力作了相应的比较,指出虽然在低速时双体船的摩擦阻力较大,但当佛氏数大于0.34,由于双体船具有较大的长度排水量比,其总阻力小于单体船。     

高速方尾船兴波阻力的一种理论预报方法

应用经典薄船理论,以Michell兴波阻力积分公式为基础,针对高速船的方尾船型特点,采用"虚长度"法,编制了方尾船兴波阻力的计算程序。即在方尾后增加一个虚拟附体以使尾部封闭,通过对NPL船模系列(包括3b,4a,4b,4c,5a,5b,5c,6a,6b,6c共10条船型)的文献数据进行分析总结,得到一个计算虚长度的公式;对代号分别为3b,4b,5b,6b的4种单体船型兴波阻力进行数值计算,并与文献中的实验数据进行比较。结果显示,本文方法具有较高精度,适合于工程上方尾船兴波阻力的快速预报。     

基于CFD的船舶阻力预报方法研究

根据船舶阻力成分及预报方法进行分析讨论,提出基于CFD的方法进行船舶阻力数值预报。分别基于势流和粘性流理论对船舶阻力进行预报,将阻力系数与试验值进行对比。基于粘性流体理论求解获得船体的粘性总阻力及摩擦阻力,基于势流理论直接求解欧拉方程获得船体兴波阻力。通过对某油船在各航速下的阻力理论计算结果与船模试验值的比较表明,该方法计算速度快,经济性好,且预报精确度高,完全满足工程需要,可以在实际工程使用。     

华舟公司为深圳“明思克”航母配套生产的主栈桥完工交货

3月25日,湖北华舟有限责任公司为深圳市明思克航母实业有限公司生产的主栈桥完工交货。 “明思克”号是前苏联退役的一艘航母,九八年该航母的去向曾在世界闹得沸沸扬扬,后来被中国企业斥巨资购得。目前,该退役航母位     

国外舰载机电磁安全性研究

现代舰船在充分发挥作战效能的同时,进一步恶化了舰面的电磁环境,一些脉冲式工作的设备装舰,对舰载机的电磁安全性产生了新的威胁.舰机电磁适配性是现代舰船总体电磁兼容设计的重要工作之一.本文在研究国外相关文献资料基础上,重点分析了舰载机处于舰面电磁环境下的几种典型受扰现象,以及舰载机处于不同工作状态下的电磁安全性问题,应用电磁兼容原理对舰载机的电磁安全性进行了评述.     

基于排队论的大型舰船甲板弹射器数量研究

为明确大型舰船飞行甲板弹射器数量设计的理论依据,从调运指挥官的角度提出了"虚拟队列"概念,分析了其工作特点,对其工作模式进行了排队论建模.同时分析、建立了舰载机在弹射等待过程中的真实排队模型.忽略其它甲板因素的影响,基于排队论假设代入数值计算了不同弹射器数量对虚拟队列中舰载机的等待队长、系统等待耗时等关键指标的影响,使...     

航空母舰在随机海况下的运动统计特性

为了帮助航空母舰舰载机着舰操作的系统分析,基于船舶运动对着舰过程的重要影响,研究了航空母舰在海上运动的数学模型,可以用于计算机模拟研究。     

Numerical and experimental analysis of bow flare slamming on a Ro–Ro vessel in regular oblique waves

A method for the prediction of slamming loads on ship hulls is presented and validated for a 20-knot, 120-m car carrier. A nonlinear strip theory is used to calculate the relative motions of ship and wave. The relative vertical and roll velocities for a slamming event are given as input to the slamming calculation program, which is based on a generalized two-dimensional Wagner formulation and solved by the boundary element method. The method is fast and robust. Model tests of a car carrier have been carried out in regular head, bow, and bow quartering waves of various heights. Slamming on two panels in the upper part of the bow flare has been studied. It has been found that the water pile-up around the bow due to the forward speed of the vessel significantly increases the slamming pressures. A simplified way of including this effect is presented. When the calculated slamming pressures are corrected for 3D effects, they compare well with the measured data. Since the effect of the wave elevation due to the forward speed and the effect of three-dimensional flow act in opposite directions, excluding both of them produced results that also agreed quite well with the experiments, especially for the most severe slamming events.     

江海直达小型LNG运输船设计研究

讨论江海直达小型LNG运输的设计要点。以1 000 m3LNG运输船为目标,结合武汉长江大桥下游的长江平流通航条件以及投资和营运经济性,探讨相适应的船型尺度,确定合适的航速以及液货舱型式,对于机型的选择进行分析比较,提出较为合适的船型配置方案建议。     

75000t散货船阻力预报方法研究

在75000t散货船的设计建造过程中，主机的选型和功率的确定至关重要，这都取决于船舶在静水中以一定航速航行时的阻力值。本文对船舶阻力研究的三种方法，经验公式估算、船模试验和CFD数值计算进行介绍，并以75000t散货船为例讨论三种方法的预报阻力的可行性，以供设计者参考。     

基于免疫克隆算法的航母编队配置研究

现代航母编队运行成本昂贵,合理编队能降低运行成本,达到效益最大化。本文提出了采用免疫克隆算法（ICA）的航母编队方法,该方法使用层次分析法确定航母编队各候选舰只各项作战性能的权重,然后采用免疫克隆算法进行航母编队配置,以达到编队配置效益最大化的目的。实验结果表明,与使用传统的线性规划方法相比,采用免疫克隆算法进行航母编队配置能获得相同的效果,但比线性规划更有计算和解决复杂问题的优势,是一种高效的航母编队配置方法。     

高频多普勒计程仪航速补偿研究

指出影响高频多普勒计程仪测速精度的主要因素，提出了在软件方面进行航速补偿的2种措施，通过图表分析，给出了航速线性补偿及非线性补偿2种方案。重点分析了航速非线性补偿，并给出了航速非线性补偿的软件流程框图，对提高测速精度具有较高实用意义。     

The influence of route choice and operating conditions on fuel consumption and CO<Subscript>2</Subscript> emission of ships

The influence of various parameters, such as ship initial speed (full ahead and lower engine loads), loading condition, heading angle and weather conditions on ship fuel consumption and CO₂ emission is presented. A reliable methodology for estimating the attainable ship speed, fuel consumption and CO₂ emission in different sea states is described. The speed loss is calculated by taking into account the engine and propeller performance in actual seas as well as the mass inertia of the ship. The attainable ship speed is obtained as time series. Correlation of speed loss with sea states allows predictions of propulsive performance in actual seas. If the computation is used for weather routing purposes, values for various ship initial speed, loading conditions and heading angles for each realistic sea‐state must be provided. The voluntary speed loss is taken into account. The influence of the ship speed loss on various parameters such as fuel consumption and CO₂ emissions is presented. To illustrate the presented concept, the ship speed and CO₂ emissions in various routes of the Atlantic Ocean are calculated using representative environmental design data for the track of the routes where the ship will sail.     

航母编队区域防空部署研究

文章研究了航母编队的防空舰艇配置距离在区域防空部署中的应用,在考虑舰载防空导弹的性能参数和满足拦截要求的最小拦截纵深基础上,对防空舰艇与航母之间的配置距离与掩护角的关系进行量化分析,建立了防空舰艇与航母之间的掩护关系模型,并进一步研究了目标的进人角与拦截纵深的关系和航母编队的防空配置需求。经理论分析和实例说明,该模型对舰艇编队的区域防空部署和指挥决策以及要地防空部署等其它地空导弹部署具有一定的参考意义。