中国造船工程学会常务理事单位：中国船舶重工集团公司第七0二研究所

中国船舶重工集团公司第七0二研究所位于无锡市太湖山水城，主要从事舰船及水中兵器、海洋工程等领域的水动力学、结构力学和声隐身的基础研究与应用基础研究，并致力于高性能船舶与水下工程的研究设计与开发，己成为全国规模最大、专业覆盖面最广的船舶科学研究机构。现为国际船舶界两大学术组织：国际船模试验池会议（ITTC）、国际船舶和海洋工程结构会议（ISSC）的重要成员单位，在上海设有分部。     

小型双桨电力推进船舶水平运动模型的可控可观性分析

针对小型双桨电力推进船舶理想条件下的水平运动及控制分析,采用国际水池会议( ITTC)的MMG (Mathematical Modeling Group)方法,根据船舶动力学理论建立小型双桨电力推进船舶水平面3自由度运动模型.在建立的模型基础上,运用格拉姆判定系统可控、可观性的充要条件,推导小型双桨电力推进船舶理想条件下转船运动的可控、可观条件.     

华中工学院船池实验室被接纳为国际船池会议(ITTC)正式成员

华中工学院船池实验室收到第18届ITTC秘书长横尾幸一先生的书面通知,已被接钠为ITTC正式成员。华中工学院船池建于1972年,1977年建成。十年来完成了大量船舶性能和流体力学试验研究。著名的“平头蜗尾”船型就诞生在这个实验室,1984年被接钠为ITTC观察     

数值模拟现代水面舰船带自由面的湍流绕流场

为了研究带自由面的船舶湍流绕流场,选择了一艘ITTC推荐的公开船模作为模拟对象,数值求解RANS方程。此模型为带声呐导流罩和方形尾封板的复杂水面舰船。采用Ogrid块拓扑算法生成质量较高的纯六面体多块结构化网格,计算中采用RNG k-ε湍流模式和标准壁面函数,并使用VOF算法来捕捉自由面。空间离散采用QUICK格式,压力-速度解耦采用PISO算法。将阻力和波形的数值结果与实验数据相比较,总阻力系数误差约2%,船侧波形、船首自由面吻合良好,显示了CFD方法在船舶水动力学中预测带自由面湍流绕流场的有效性。     

深化基础技术研究,为我国船舶工业创新做强服务——从船舶水动力学角度出发的若干思考

从介绍船舶水动力学的任务、研究范围、在整个船舶制造业中的地位和重要性出发,概要地讨论船舶水动力学工程应用中遇到的基础理论问题,以及当今国内外学术界和工程界关注的若干船舶水动力学工程前沿研究方向.同时也从船舶水动力学角度出发,对基础技术研发的重要性、当前的发展趋势和我们可以努力的方向作简单的评述.     

应用“1978 ITTC性能预报方法”进行实船-模型相关分析

本文按照第十五届、十六届国际水池会议的建议,应用“1978ITTC性能预报方法”对22艘单桨海洋船进行了实船——模型的相关分析,全部实船试验数据均符合第十四届水池会议有关规定。分析中对实船数据进行了水温和浅水影响修正。对船模试验数据进行了排水量和转速修正。分析结果给出了可供同类海洋船舶功率与转速预估的C_PC_N数值。分析表明1978 ITTC单桨船舶性能预报方法适用于低速丰满船,适用于高度船。分析还表明第十六届ITTC性能委员会推荐的等功率转速估算法是合理的。     

船模水动力学试验中几何参数的不确定度分析研究

自从1992年ITTC-QS工作组致函ITTC技术委员会提请ITTC各成员单位依照ANSI/ASME PTC 19.1开展测量不确定度评定以来,不确定度分析一直是热门议题.AIAA于1999年发布了风洞试验不确定度分析的指南.ITTC从1999年起逐步发布了一系列关于船模试验不确定度分析的规程.在这些规程中,由模型加工误差引起的水动力系数不确定度分量一般是通过水动力系数的(无量纲)表达式进行分析计算的.这种分析,从数学上是合理的,但从物理上分析和依据工程判断,有些则是相当不合理的,甚至是分析中的一个误区.文章列举了若干实例对此进行了阐述,并提出:对于因水动力无量纲化而引入的几何参数,其不确定度影响分量不能简单地依据所采用的无量纲表达式进行分析评定,而是要基于水动力学的分析进行合理的评定.     

底部和舷侧破损船舶运动时域预报方法

针对船体破损后舱室进水引起的内外水体流动及船舶运动特性变化，提出了一种基于势流理论的破损船舶运动快速预报方法，借助修正的伯努利方程处理破损口处的进出水，通过瞬时湿表面积分获得破损船舶所受的水动力。以ITTC破损流动标模为对象，研究了该预报方法在舷侧破损和底部破损两种工况下的适用性。结果表明，论文提出的破损船舶运动预报方法能较为准确地预报船舶运动及透气舱室中的破损流动，但对气密舱室中破损流动的预报精度有待提高，后续模型将进一步考虑气体压缩性引起的舱室压力变化。     

美国船舶水动力学基础研究

本文简述了美国水动力学基础研究，着重于有科学意义和船舶水动力学应用价值的前沿研究。简要讨论了研究课题，提出了具有代表性的当今研究热点，描述了改进船舶水动力学技术的科学障碍。本文的宗旨是促进水动力学家为解决普遍感兴趣的研究课题而进行国际合作。     

从几种船型阻力的数值计算探讨FLUENT软件

为了探讨商业计算流体力学软件在船舶数值模拟中的应用,针对目前在船舶水动力学领域广泛使用的商业流体力学计算软件FLUENT,采用其计算了几种船型的阻力,并将计算结果与试验值进行了对比.基于计算结果与试验数据的对比进行了分析,研究了FLUENT软件在船舶水动力学计算方面的优缺点,探讨了FLUENT软件用于船舶水动力学性能计算的适用性.     

基于B样条的三维船体水动力数值计算

本文采用基于B样条的一种新的数值方法计算三维船体水动力，用B样条函数表达三维船体表面的几何形状以及流场中未知物理量的分布，为了验证该数值方法的可行性和精确度首先对处于无限流体域中的圆球体绕流问题进行了计算；其次计算了由ITTC所推荐的Wigley船型的兴波阻力以及以一攻角斜航时的操纵水动力；最后在一些假设下对两船作平行航行时的干扰水动力作了相应计算工作。数值计算结果与其它试验或理论结果在定量或定性上吻合良好。     

海洋污损对船体摩擦阻力影响的预测方法

海洋污损对船体阻力具有严重的不利影响.文章将海洋污损归类到船体粗糙度的范畴内,基于边界层积分法研究了污损对船体摩擦阻力影响的预测方法.通过对光滑平板摩擦阻力系数的计算验证了积分法的准确性.然后采用积分法对美军FFG-7舰在3种钙质污损状况下的摩擦阻力系数进行了计算,计算结果与国外学者的研究结论吻合得较好,说明了积分法预测污损对船体摩擦阻力的影响具有可行性,且准确性较高.最后将积分法在FFG-7舰的计算结果与1957-ITTC公式及其粗糙度补贴系数ΔCf进行了对比,结果表明ITTC提出的ΔCf公式不适于表征污损对船体阻力的影响.     

基于CFD的中低速Wigley船模黏性阻力

船舶阻力性能对船型参数的确定、船体结构的设计有重要影响。本文以Wigley船模为研究对象，采用CFD方法建立了行船阻力分析系统，以实际海况数据为依据，确定较准确的参数和边界条件，分析了不同航速（傅汝德数）下的低速行船阻力，并与理论公式对比分析。仿真测试结果表明：在实际海况数据下，CFD数值模拟阻力与理论ITTC公式计算的阻力误差在2%以内且发展趋势一致。本文的研究为采用CFD研究行船阻力奠定基础。     

Study on the form factor and full-scale ship resistance prediction method

To consider the resistance component due to hull geometry, the International Towing Tank Conference (ITTC) adopted the resistance test method in 1978, introducing the form factor concept with two basic assumptions, i.e., the form factor of a model ship is the same as that of a full-scale ship and the form factor is independent of ship speed. However, it is not only very difficult to determine the form factor using the ITTC ’78 method, but also there have been questions regarding the basic assumptions. Therefore, the authors carried out three basic studies on the form factor concept and proposed a new extrapolation procedure for the prediction of full-scale ship resistance performance. The validity of the proposed procedure is being investigated by comparing sea trial and model test results. The results of this investigation will be presented in the near future.     

测量不确定度分析在操纵性试验中的应用

测量不确定度分析是以定量的形式给出试验结果的品质和可信度,是模型试验分析中必要的一个组成部分.本文结合旋臂水池操纵性模型试验,比较了分析第22、23届ITTC会议公布的关于船舶测量不确定度的分析方法和<测量不确定度表示指南>(GUM)中推荐的测量不确定分析方法,结果表明GUM是通用的测量不确定度分析方法.在小置信概率时ITTC的适用性将受限制,此时推荐使用GUM描述.     

基于船舶兴波能量守恒的形状因子算法

为了拓展传统的根据船模阻力试验数据确定形状因子计算方法的适用测量速度范围,文章提出了基于船舶兴波能量守恒的形状因子计算方法。该算法以兴波阻力系数的理论近似表达式取代ITTC（1978）方法的兴波阻力系数近似表达式,采用梯度下降最优算法对船模阻力试验数据进行数值拟合计算求得形状因子。以4250 TEU集装箱船作为算例,将文中算法同传统的普鲁哈斯卡法和ITTC（1978）方法的计算结果进行了比较,验证了该算法的合理性和精确性。     

不同航态下船舶运动规律仿真研究

主要根据波浪叠加理论,采用ITTC单参数标准海浪谱对随机海浪作用下船舶线性横摇、纵摇运动进行建模和仿真研究,探讨不同船型、各种航态(不同海况、不同航速、不同航向)下船舶横摇和纵摇运动规律,为进一步研究船舶的减摇预报与控制打下基础。     

波浪中破损船舶的运动响应研究

波浪中破损船舶的运动会同时受到波浪激励和进出水的影响,而船体运动也会影响进出水过程,二者的相互影响机理十分复杂.本文重点研究波浪中破舱进出水对船舶运动响应的影响,文中首先基于势流理论建立了考虑破舱进出水的4DOF(横荡-垂荡-横摇-纵摇)相互耦合时域预报方法,在计算中假设舱内的液面水平,利用修正的伯努利方程模拟破舱进/出水,利用Ikeda's经验公式修正阻尼系数.然后以一艘ITTC破损稳性标模为例,研究了波浪中考虑破舱进出水的数学模型以及破舱进出水对运动响应的影响,并研究了不同自由度、破舱口位置对运动响应的影响.研究表明,本文基于势流理论建立的时域预报方法可以定量的预报破损船舶的运动响应.     

ISO与ITTC方法在实船航速修正应用对比

介绍了ISO15016：2015和ITTC2017两种实船航速修正方法，对比了两种修正方法的测速要求和修正流程。并通过8种具有代表性的船舶试航数据，采用两种方法对试航数据进行修正，分析了不同环境因素的修正结果，可为今后船舶EEDI测速试验和航速修正提供参考。