大浪条件下船舶航行阻力估计的数学模型设计

精确估计船舶航行阻力能够有效节省航行燃料,传统的阻力估计模型不能完全考虑风浪对船舶阻力的动态影响,导致模型的估计数值与实际值偏差较大、模型可信度低,不能用于估计风浪对船舶航行的阻力。针对以上问题,研究了大浪条件下船舶航行阻力估计的数学模型,利用插值三次B样条曲线对船舶受力面进行网格划分。积分计算船舶静水航行时受到的静水航行阻力。将风浪对船舶的作用视为动态增阻,以平均增阻量估计船舶受到的风浪阻力。计算静水阻力与动态增阻之和,即为船舶在大浪条件下受到的阻力,完成对模型的设计。在3种风浪条件下,进行与传统阻力估计模型的对比实验。结果表明,设计的模型在大浪条件下估计值与实际值的偏差是传统模型的1/50,即设计的模型估计的数值更精确,模型计算值更可信。     

船闸引航道船舶系缆力计算公式应用条件的探讨

在船闸引航道流场的数模计算中,得到停泊段的流速和比降,用《航道整治水力计算》[1]中船舶航行阻力公式,计算停泊段船舶的系缆力,该力与实测值、规范公式及规范简化公式计算结果作比较,认为仅适用于断面系数n≥12的情况,而不适合断面系数n<12船舶系缆力计算。     

拖轮海上拖带航行拖力分析计算

为满足海上拖航法定检验技术规则要求,根据船舶动力学,分析了影响某拖轮与工程船舶的各种阻力因素,说明了航行拖力计算时不能只考虑被拖轮的航行阻力,忽略拖轮自身阻力,以致于与实际航行拖力产生误差,使得海上拖航拖力计算不全面。以“三航拖2009”拖轮拖带“三航砼19”工程船为例介绍了计算航行拖力的方法,对海上拖带航行计划的制定与实施具有一定的参考意义。     

对某内河海巡艇快速性未达设计要求的线型分析

针对某内河海巡艇的试航速度未达设计要求,分析研究了该船的阻力与推进性能.研究结果认为,问题的关键在于该船的线型应船东要求将原设计的方尾改变为圆尾线型,致使其在航行时无法产生流体动升力而使船舶向过渡型航行状态演变,一直维持在排水量型状态航行;加之,试航水域的水深限制引起兴波阻力激增,导致速度无法提高.以上分析,可引起内河快艇设计时充分注意.     

基于Wigley数学船型的兴波波形与尾迹数值计算

为了满足海上航运物流的快速发展,现代船舶设计趋于高速化、大型化,船舶在海面航行时由于海浪等作用力会产生兴波阻力,降低船舶的运动效率。以常见的Wigley船舶为研究对象,建立船舶航行过程的兴波阻力模型,利用Michell积分算法对Wigley船型的兴波阻力及尾迹进行数值仿真,对于改善船舶航行效率,提升船舶设计水平有重要的意义。     

基于CFD的散货船纵倾优化研究

船舶阻力会随着航态的改变而改变。在航速和排水量不变的情况下,通过调节船舶纵倾进而减小航行阻力是1种可靠且通用性强的方法。文章以1万t的散货船为例,基于CFD数值计算仿真工具Fluent的k-ω湍流模型求解RANS方程组,验证Fluent仿真在船舶阻力计算方面的可靠性,并通过调节艏倾和艉倾,计算出相同航速不同纵倾角下的船舶阻力值,提出平浮并非是该船舶最佳航行状态的结论,对船舶实际运营提供指导。在此基础上,提出1种对Fluent进行二次开发以进行更高效船舶阻力预报的方法。     

风翼-柴油机混合动力船主机降速模式

为了探索风翼-柴油机混合动力船主机降速航行模式,分析了风翼船机桨的能量传递,以及风翼助航对船舶阻力和主机的影响.分别研究了定速航行和定功率航行两种主机降速航行模式的特点.通过对比得出定速航行更适合于风翼-柴油机混合动力船舶,为风翼-柴油机混合动力船舶的推广应用提供了理论依据.     

基于回归分析方法的船舶阻力估算

阻力预测是船舶设计的重要环节。本文采用多种阻力预测方法对KCS船舶、KVLCC2船舶、Wigley船型以及NPL圆舭艇的阻力进行估算,验证多种阻力预测方法的计算精度和可靠性,探究各种阻力预测方法的适用范围。结果表明,基于回归分析方法计算常规排水型船舶阻力和基于细长体方法计算瘦长船型和方尾船阻力的方案可行。船型特征是选择阻力预测方法的首要因素。细长体理论计算的自由面波形结果基本令人满意。本文对船舶阻力估算方法的研究起到一定的借鉴和参考作用,同时也提供了一系列阻力计算的验证算例。     

平行线导航法的应用

国际海事组织A.893(21)号决议《航次计划指南》中提出使用平行线导航法对船舶航次计划的实行进行监控.文章用逐个对比的方法说明平行线导航法在导航和避险中的应用,以方便船舶驾驶人员在沿岸航行中的实际使用,提高船舶航行的安全性.     

珠江口水域航行船舶无线电设备和人员配备问题及对策

梳理珠江口水域航行船舶无线电设备和人员配备存在的问题，提出调整珠江口水域海区划分、重新审视A1海区航行船舶GMDSS设备和操作人员配备要求、强化保障措施、修改相关法规等管理对策，以期优化珠江口水域海区划分以及A1海区航行船舶无线电设备和人员配备。     

关于渔船航行效率的调查研究

1.序言航行中的船舶所受的全部阻力中,摩擦阻力和兴波阻力所占的比重相当大。降低这些阻力关系到提高推进效率和螺旋浆效率,同时,还可望节省燃油。一般认为,在船舶建造计划阶段,根据已确定的船舶大小来决定兴波阻力尽可能小的理想船型并不那么困难。然而,当决定应具备捕鱼性能等特点的渔船船型时,就存在很多问题。因此,为防止渔船在航行时船体阻力的增加,应该防止污底,尽量降低摩擦阻力。本文报告了采用自抛光型防污涂料防止渔船船底和螺旋浆污底效果的实验调查,同时,阐述了船底及螺旋浆污底与船体阻力之间的关系,并对渔船航行效率进行了评价。     

船舶浅水效应的研究

船舶由深水区航行至浅水区,船舶周围水流的分布、水阻力、船速、吃水和操纵性等发生了一系列的变化.文章就此展开分析和研究,供船舶驾驶员在浅水区操纵船舶参考.     

基于离散元模型的冰阻力数值研究

为了研究船舶冰阻力的预报方法,采用离散元模型对冰区航行船舶在平整冰中航行的冰阻力进行数值计算。船体结构由三角形网格离散,同时利用具有粘结-破碎特性的球体单元、三维拓展圆盘和拓展多面体单元构造海冰的离散元模型,并考虑拖曳力和浮力对海冰的影响。本文基于离散元方法,计算船模受到的总的冰阻力,研究海冰厚度、弯曲强度和航行速度对冰阻力的影响,并与Lindqvist经验模型计算的冰阻力进行了分析比较。研究结果可为冰区航行船舶冰阻力预报以及初步设计优化提供参考。     

耙吸挖泥船挖泥工况阻力的近似计算

耙吸挖泥船是自航的工程船,其工况除船舶常规的满载(载泥)航行和轻载航行之外,最主要的是耙吸挖泥航行.耙吸挖泥航行时放下耙管和耙头,耙头着地挖泥,耙管浸入水流中,此时的阻力情况最为复杂.但公开发表的有关这方面研究报道的资料却很少.本文试探讨耙吸挖泥工况阻力的近似计算方法,用作这种船舶动力系统设计的参考.     

基于非线性优化方法的船体线型研究和最小阻力船型设计

在船舶设计与制造领域中,当船舶主尺寸、排水量等条件确定后,如何改善船舶的兴波阻力是一个重点研究方向。船体线型的设计有助于改善船舶的结构强度,减小船舶航行的阻力,提高船舶的航行效率。船体线型的优化是一个多变量、多目标优化问题,本研究建立了船舶的阻力数学模型,结合非线性优化算法对船舶的线型进行了优化,并对优化结果进行了基于Fluent的仿真分析。     

基于RANS/LES混合方法的近岸水域波浪增阻影响的数值模拟

分析船舶在近岸水域航行时所受波浪增阻大小的影响因素，以寻求降低波浪增阻的方法。基于近岸水域中船舶阻力理论，采用雷诺平均（RANS）和大涡模拟（LES）相结合的方法进行数值求解，并运用两相流方法和造波消波技术建立数值水池模型。用Fluent求解器对船舶在不同工况下的波浪增阻进行数值模拟。试验结果表明：用该方法对近岸水域航行的船舶进行波浪增阻的数值模拟可有效提高计算机运算效率，在粗糙网格层面上得到的计算结果精度良好；船舶在近岸水域中航行时的波浪增阻随波高的增加而增加，并且与船体湿润面积呈正相关；船舶在近岸水域以中低速航行时所受波浪增阻随弗劳德数的增加而增加。该研究为近岸水域通航船舶减小航行阻力提供了可行的方法与思路。     

基于数据库和人工智能的船舶航行性能设计和优化

船舶的航行性能主要包括阻力特性、耐波特性和操作特性3个方面,提高船舶的航行性能有助于提升船舶的安全性和运营成本。本文针对船舶航行性能的优化问题,开发一种基于数据库技术和人工智能寻优算法的航行性能优化系统,并介绍该航行性能优化系统的基本组成和工作流程。     

浅水航行船舶下沉量的确定

此文通过对浅水域中航行船舶吃水增加而产生下沉现象分析，包括船舶在临界、亚临界、超临界速度段相应阻力、纵倾以及下沉的讨论，给出船舶在浅水域航行时确定船舶下沉量的几种方法。     

为什么有的船舶在船首水下部分要加装一个球形体?

这个球形体叫“球鼻首”,是用来减少兴波阻力、提高船速的一种结构。船舶在航行时,船首和“球鼻首”都分別兴起不同的波浪,只     

基于Rankine源高阶面元法的船舶航行姿态与兴波阻力计算

针对航行船舶的兴波阻力和姿态预报,采用Rankine源高阶面元法求解船舶航行兴波问题。计算时采用叠模线性化自由面条件,对自由面影响系数奇异积分采用源点上置的方法处理,物面奇异积分和立体角则直接求解。就数学船型Wigley、S60和KCS集装箱船的航行兴波阻力与姿态分别进行了数值计算与分析,计算中根据姿态变化重新划分船体湿表面,进行迭代计算,不同航速下的姿态、兴波阻力和船侧波高与试验结果比较,吻合良好,自由面波形真实反映了物理现象,研究表明本文方法能准确地预报船舶航行姿态和兴波阻力,对不同船型和航行速度有着广泛的适用性。