高速圆舭排水艇的线型设计和阻力试验研究

本文介绍高速圆舭排水艇一组线型设计和静水阻力试验结果,适用于500～1000t 级高速艇的设计和研究。在 Fr<0.7的航速范围内,在瘦长比 L/Δ~(1/3)相等的基础上与国内外同类型艇作比较,显示出优良的阻力性能。此外,还对船模 M8320进行切除分水踵试验和改成短折角尾型作两个不同尾板宽度的对比试验。     

滑行艇阻力计算方法对比研究

[目的]小型快艇具有机动灵活、隐蔽等特点,滑行艇作为小型快艇的重要种类,被广泛应用于民用和军事用途,因而准确计算滑行艇阻力对滑行艇性能的改进就显得尤为重要。[方法]首先,基于根据美国62系列滑行艇船型资料设计得到的一型滑行艇,分别运用半理论半经验方法和CFD方法对该型艇模型阻力性能进行计算,然后,通过船模试验予以验证并对采用各种方法所得计算结果进行分析。[结果]研究表明,半理论半经验方法可以较好地模拟该型滑行艇阻力变化趋势,CFD方法在高速滑行状态下可以达到较高的计算精度,最小误差仅为0.38%。[结论]所得结果表明STAR CCM+软件能够有效模拟该型滑行艇的阻力性能,而在具体计算中采用何种方法则可根据所需精度和条件进行相应的取舍和选择。     

M型艇与槽道型艇的阻力和耐波性比较

对高速滑行艇M型与槽道型在相同主尺度下的阻力和耐波性能进行对比,根据模型静水阻力试验结果得到M型中高速阻力相比槽道型均有所减小,且减小值超过10%,随着航速增大(Fr4时),两者的阻力差值趋增大。不规则波迎浪情况下的耐波性试验表明,两种艇型的纵摇、垂荡、艏舯艉垂荡加速度均有明显的差别。如果高速滑行艇采用M型,有望获得更好的耐波性。     

高速圆舭排水艇的船型设计

高速圆舭排水艇的船型设计,关键是合理选择尾部线型。本文通过一个船型组系的各种尾部改型试验结果,分析了航行纵倾角、底升角、尾板浸深面积、尾板宽度、尾部纵剖线形状、尾楔块的应用、尾折角线、面积曲线等因素对阻力的影响,从而为高速圆舭排水艇的船型设计提供依据。     

滑行艇静水阻力的估算方法

本文将国内诸滑行艇模型试验资料与D.T.M.B.62系列资料作了对比,发现尽管两者的艇型及试验条件都不一样,但在艇型主要因素间的某些关系及阻力特性方面有一定联系。若它们的L_σ/B_(σx)、A/2/3、X_g及F_n保持相同或相当,且β=13°～17°,B_(σT)/B_(σx)=0.7～0.8,A_σ=45.5％L_σ～48.5％L_σ,则可利用62系列的阻力资料,并引进 7％的修正系数,就可预报国内艇型的阻力性能。在F_n<4.2范围内,其估算结果是偏于安全的。 文中给出了滑行艇阻力估算图谱,其适用范围为L_σ/B_(σx)=3.0～7.0,A/2/3=5.0～9.0,F_n=2.0～4.0,X_g=8％L_(σo)。另外,还给出了双桨、三桨、四桨滑行艇的附件阻力因子,供设计使用。     

高速M型艇阻力及耐波性试验研究

基于相似理论,设计制作缩尺比1∶5.5的高速M型艇试验模型,并在高速拖曳水池开展静水和规则波中的试验.研究静水中M型艇体积傅汝德数在0.54～4.91范围的阻力及运动性能,探讨不同重心位置对阻力及运动姿态的影响.选取重心纵向位置lg/L=0.34,在巡航速度和最大航速下,研究该艇在规则波中的波浪增阻、运动响应及艏、艉和...     

回转体艇型阻力近似计算方法与试验研究

研究了试验设计和近似模型技术,确定了回转体艇型曲线的6个控制参数,根据系列回转体阻力数值计算结果,建立了水下航行器阻力近似计算的响应面模型及径向基神经网络模型。通过系列模型试验验证了多种近似模型的拟合精度,与工程估算方法以及CFD方法进行了比较。结果表明,4阶响应面模型及径向基神经网络模型精度远高于工程经验公式,能够正确反映艇型参数对阻力结果的影响,为后续艇型优化设计带来一定的参考价值。     

中速艇系列模型阻力试验研究

本文介绍了一种适用于 Froude 数 Fr=0.4～0.85,长度与排水体积比 L/(?)~(1/3)=5.5～8.5,阻力性能优良的中速艇艇型系列。阐述了该艇采用“宽尾、圆舭、短折角”线型的设计指导思想。根据系列模型阻力试验结果,绘制了可供初步设计阶段迅速而准确地估算实艇阻力的图谱。通过与国内外有关资料的比较,证明本系列艇在快速性和耐波性方面均有所提高。     

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。     

圆舭艇及尾板水动力性能数值模拟

基于RANS方程,采用k-ε SST湍流模型和VOF两相流模型,对一条圆舭艇进行数值模拟,研究了尾板安装角度对圆舭艇总阻力的影响。将软件数值模拟结果与船模试验值进行对比。研究结果表明：通过CFD软件可预报圆舭艇的水动力性能,改变圆舭艇尾部压力分布是尾板产生减阻效果的主要原因。     

多航态新概念艇型阻力性能分析

针对海上特殊任务的要求,结合水面船和潜艇的优势,提出一种新概念艇——多航态艇.基于计算流体力学(CFD)方法对目标艇在水面航行和水下航行状态下的阻力性能进行数值模拟,并对初始方案进行改进,获得更好的阻力性能.通过对采用改进方案的模型进行阻力性能试验,验证数值方法在预测新概念艇阻力性能方面的可靠性.     

基于STAR-CCM+的滑行艇阻力研究

为研究滑行艇的航行阻力问题,首先建立滑行艇的几何模型,然后基于STAR-CCM+软件对其运动进行数值模拟。获得滑行艇航行时阻力随航速的变化规律,并将数值计算结果与试验值进行比较,得到的计算结果与试验值数据基本吻合。证明了在STAR-CCM+中能够有效模拟滑行艇运动的阻力性能,该方法对于文中的实例具有较高的准确性,可为滑行艇阻力的预报提供参考。     

网格因素对三体滑行艇阻力计算影响探究

为获得三体滑行艇的阻力及其他水动力性能比较精确的计算结果,采用粘性流体力学软件STAR-CCM+,依据网格离散的特点,分别讨论了船体表面网格尺寸、近船面网格节点分布、船体周围加密区网格尺寸以及变形网格技术四个因素对三体滑行艇阻力计算精度、收敛速度和稳定性的影响。通过一系列计算、分析,提出适合三体滑行艇阻力计算的网格划分方案,经验证与试验值有较好的符合度。     

一种适用于大方形系数半滑行艇的浅槽消波艇型和阻力的试验研究

研究适用于大方形系数半滑行艇的浅槽消波艇型,在常规尖舭方艉艇型的基础上进行改进设计,在艇底部设计了一个从艏部至舯部的浅槽道,以改善阻力与兴波性能.开展了该新型浅槽消波艇型与常规艇型性能的对比试验研究,分析了艇体周围流场、艏、艉兴波、航行姿态及阻力的试验结果,表明新型浅槽消波艇型具有艏艉兴波小、艇体阻力低等特点.     

基于罚函数的滑行艇阻力性能优化方法研究

滑行艇的阻力性能优化是设计滑行艇艇体的重要内容之一,如何减小艇体阻力是设计师优先考虑的目标。文章从传统的SIT阻力估算方法着手,分析滑行艇受到的力和力矩,并引入Savitsky对艇体阻力的修正,即考虑因喷溅而产生的摩擦阻力。由于滑行艇的重心纵向位置对阻力性能有很大影响,故通过构造罚函数法,把有约束问题化为无约束问题,利用MATLAB优化工具箱中的fm incon函数计算出最佳的重心纵向位置。最后,通过某滑行艇模型的水池拖曳试验验证了该优化方法的可行性,具有一定的工程参考价值。     

基于CFD不同AUV艇体阻力性能研究

为了研究不同类型AUV艇体阻力性能特点以及十字舵和整流罩附体对总阻力的影响,在充分研究4种艇型型线的基础上,建立几何模型,选取标准k-ε,RNG k-ε,SST k-ω湍流模式,通过CFD对艇体进行阻力数值模拟。结果表明,十字舵引起的艇体阻力增加比例大约在10%~20%,且随着展弦比的增加而呈减小趋势,直径与艇体最大直径相当的整流罩引起的艇体阻力增加比例大约在40%~50%;流线型BLUEFIN阻力增加值随航速变化较大,而钝性BLUEFIN阻力增加值几乎不受航速的影响,AUTOSUB型AUV阻力性能最优,AUTOSUB和HUGIN适合中高速航行,REMUS和BLUEFIN适合低速航行。     

尾板对高速双体船阻力性能影响的研究

介绍尾板改善船舶性能的流体动力机理,对加装不同参数尾板的高速双体船的阻力性能进行模型试验和对比分析,验证了尾板可以减小尾波能量的损耗,减阻效果明显,并提出可调下反角尾板的设想。     

艉部斜升角对滑行艇阻力性能影响数值模拟

关于滑行艇在静水中阻力性能以及航行姿态的预报问题,运用商用软件STAR-CCM+进行数值模拟,将所得结果与试验值以及SIT法计算结果对比,验证流体计算软件STAR-CCM+预报滑行艇阻力性能的可行性。以直棱柱型滑行艇为模拟船型,探讨艉部斜升角的变化对滑行艇阻力及其航行姿态影响规律,找出使得该滑行艇阻力性能最优的艉部斜升角。     

喷水推进器流道对船舶阻力性能的影响

[目的]喷水推进船舶的阻力性能与常规船舶有着很大的不同,喷水推进器流道的存在会改变船舶尾部流场,对船舶阻力性能有着很大的影响。[方法]以FA1型三体船为计算模型,利用CFD软件STAR-CCM+,将喷水推进器流道看作附体,对比研究安装不同进流角喷水推进器流道前后船舶尾部流场变化。通过对比流道表面压力分布、船体流线的变化,阐述船舶阻力以及阻力成分产生变化的机理。[结果]结果表明:STAR-CCM+可以实现对于船舶阻力性能的预报;喷水推进器进水流道的安装会增大船舶阻力,主要为压差阻力的增大。[结结论]对进水流道倾角的优化可以增进喷水推进船舶的阻力性能。     

计算圆舭快艇阻力的一种简便方法

根据排水量长度系数C和排水量纵向分布是影响圆舭快艇静水阻力主要参数的观点,本文对文献国舭快艇阻力试验的系列图谱进行了重新计算和整理后,得出了一组剩余阻力系数C_k=/(C,F_n)曲线图。用此曲线可简单、迅速而比较正确地计算高速国舭快艇的静水阻力,供设计图舭快艇的初始阶段作估算用。 为了使这类艇的阻力性能比较良好,文中还扼要地介绍了一些船型和附体设计的特点供参考。