PCTC线型的优化设计与模型试验验证

PCTC(车辆运输船)作为一种中高速船,其兴波阻力在阻力成分中的占比较高。采用非线性兴波数值计算手段以及半参数化方法对一条PCTC进行了线型优化设计。通过多轮计算,最终获得一个优化线型。在此基础上,开展了模型试验验证。试验结果表明,优化线型方案的总阻力系数下降约2%。     

恒向线航线模型的建立以及在智能船中的应用

将地球视为椭球体,利用墨卡托投影理论建立恒向线正解与反解计算模型;通过对计算公式进行修正,实现跨180°经线计算。计算模型通过程序设计语言实现并被应用于航迹分析和航线分割;计算结果与文献资料和航测数据进行对比,验证模型的准确性。     

集装箱船油船和散货船fw计算分析

根据IMO推荐的fw计算方法,结合中国船舶科学研究中心(CSSRC)船舶性能技术数据库中提取的88条典型船舶计算EEDI中的船舶失速系数fw值,给出了fw随排水量的变化趋势,为集装箱船,油船,散货船的fw分布情况提供参考,同时为今后fw的研究奠定基础.     

低攻角下二维软帆空气动力特性数值模拟

针对软帆形状随帆面上下压力分布改变而改变的特点,基于涡层分布面元法原理,总结前人研究经验,提出一种可靠的数值模拟方法,编制计算程序,对低攻角情况下二维弓型薄翼软帆在不可压缩、理想流体中的空气动力特性进行数值模拟,结果表明:该方法在低攻角下的模拟结果与试验值吻合良好.这一结果对于进一步开展软帆空气动力特性的数值预报和理论分析研究具有重要参考价值.     

肥大型船加装水动力节能装置之EEDI计算方法探讨

虽然EEDI计算导则早已公布,但节能装置产生的收益如何在EEDI计算公式中体现却未有定论。本文针对加装节能装置之肥大型船,按MEPC62会议日本提案的思想,通过统计现有的模型试验或实船试航结果,分别以"主机装机功率不变、航速提高"和"航速不变、主机装机功率降低"两种目前看来较为合理的计算办法来评估加装节能装置后对EEDI结果产生的影响。结果表明,以"航速不变、主机装机功率降低"方法来评估节能装置的收益时,EEDI降低值更显著。本文结果可为加装节能装置之船舶计算EEDI提供参考。     

基于数值模拟的船艏抗气泡性能分析

对船舶静水中航行问题进行了CFD数值模拟,分析了船艏抗气泡性能。为获得船体周围气泡分布规律,在船前来流中添加气泡,并基于拉格朗日描述法追踪气泡的运动。根据计算得到的气泡分布特点,通过修改船艏线型改善了船舶的抗气泡性能。此外,开展了模型试验,通过船体表面的流线验证了数值模拟方法的可靠性。     

桨舵间距对螺旋桨推进性能影响的研究

利用CFD数值工具对原型以及减少桨舵间距后的布置进行数值模拟,量化其节能效果,并通过模型试验进行验证。CFD和模型试验结果均表明,减少桨舵间距对于提高螺旋桨推进性能有明显效果。以某3万吨级散货船为例,模型试验结果显示,减少桨舵间距0.5m后,收到功率降低3.1%,航速提高0.13kn。目前市场上运行的三大主力船型中,有相当数量船舶的桨舵间距仍有一定调整空间,表明这项研究成果具有良好的市场应用前景。     

基于最小舵系能耗的操舵策略计算方法

对舵系能耗的构成进行计算分析，结合船舶操纵运动数学模型（MMG）建立舵系能耗计算方法，针对具体算例求解以最小舵系能耗为目标的最优操舵策略，讨论相关变量条件对操舵策略及舵系能耗的影响。结果表明：该计算方法具有可行性；对于算例船舶，以10°舵角操舵是使艏向角改变60°的最优操舵策略；不同的舵压力中心位置、舵阻力特性和初始航速条件不会改变算例船舶给定目标任务下的最优操舵策略。研究结果可为船上智能驾驶系统或驾驶人员做出操舵决策提供有效的算法支撑。     

不同预报方法对前置预旋类型装置节能效果的影响

对于预旋类型的桨前节能装置，在对各水池试验数据分析时会采用不同的换算方法。以实际建造项目38 000 t散货船为研究样本，讨论二因次法、三因次法、各种伴流修正方法以及节能装置自身引起的阻力变化对节能效果评估的影响。二因次和三因次阻力分析方法对节能效果有少许影响，但三因次法预报的节能效果较好。在伴流修正方法中，ITTC1999方法和E_i法预报的效果接近，都比ITTC1978方法预报的节能效果好。在基于ITTC1999或E_i法修正伴流时，无论是使用二因次法还是三因次法，因节能装置自身导致的阻力增量对节能效果的影响微弱。但在用ITTC1978方法修正伴流时，若计及节能装置导致的阻力增量，预报的航速会降低，从而节能效果变差。