高速排水型舰船加装尾板的节能机理

尾板是加装在高速排水型船尾封板端板处沿船体向后延伸的一块短板,是一种方便和简单的节能措施,本文主要研究其节能的原因.通过大量的模型试验结果分析和对某舰有无尾板的CFD理论计算,并与高速水面快艇加装尾板减阻机理的比较发现:排水型船的节能机理有所不同,尾部压力分布的变化是高速排水型船加装尾板节能的主要原因.     

排水型舰船加装尾板实船试验研究

尾板是一种加工和安装简单的节能装置,为了验证尾板节能的效果,在某舰上进行了未装尾板和加装尾板的实船对比试验,试验结果表明,加装尾板对某舰的快速性能有较大的改善,在相同主机功率时,巡航速度和高航速时分别比未装尾板时提高了0.97kns和0.78kns,在相同巡航速度和高航速时节能分别为16.7%和12.7%.加装尾板对操纵性和尾部振动没有影响或略有改善.此外,加装尾板后,每年可节约140吨燃油,节约40万元的燃油费用,估计在一年内就可回收尾板加工和安装的投资.     

高速排水型舰船加装尾板的节能机理

  目的  尾板设计一般追求高速减阻,对于同时以巡航和设计航速为优化目标的水面舰船尾板设计,其航速覆盖范围广,需重点对尾板参数的选取予以研究。  方法  采用计及航行姿态的粘性兴波流场数值模拟与模型试验验证相结合的设计方法,开展尾板多工况参数化优化设计。通过多方案数值仿真与阻力、自航模型试验的对比分析,总结得出尾板长度和下反角对于排水型水面舰船巡航和设计航速减阻节能的影响规律,并对CFD数值模拟结果的有效性进行初步的分析验证。  结果  结果表明,通过对尾板参数的优化,巡航航速约可节能3%,设计航速约可节能5%,达到了巡航和最大航速同时实现减阻节能的设计目标。  结论  所做研究可为后续排水型水面舰船尾板参数的优化设计提供理论支撑。     

高速水面舰船多工况螺旋桨叶剖面优化设计

针对水面舰船的高、低航速多工况服役需求,通过增强桨叶剖面在低空泡数条件下的负荷和控制桨叶剖面在高空泡数条件下的流动分离,提出了一种螺旋桨叶剖面参数化构型。在此基础上建立了多工况叶剖面优化设计方法,使舰船螺旋桨在高、低航速下均能有效、经济航行。以DTMB 5415舰船螺旋桨为例,优化设计了一个叶剖面,并应用到桨叶设计。通过与常规NACA剖面桨在多工况下的对比模型试验获得验证,试验结果表明:对应20 kn航速时,两种剖面螺旋桨的水动力效率相差1.5%;在对应40 kn航速工况下优化剖面桨水动力效率比NACA剖面桨高6.4%,并避免了推力突降风险。     

水面舰船可调型球艏设计与分析

考虑到固定式球艏对船舶减阻能力随航速变化敏感,为了避免固定式球艏在兼顾多个航速下减阻的局限性,提出可调型球艏设计思路,依托CFD软件STAR-CCM数值模拟对可调型球艏设计方案构想进行理论验证,根据阻力对比和优化确定球艏静态参数,根据波形计算和比较确定球艏动态参数。通过静态参数的建立和动态参数的预报,将可调型设计方案具体化。计算结果显示,可调型球艏能够实现低速阶段不增速,中高速阶段减阻显著的目标。     

水面舰船核生化防护系统设计

为使处于核生化环境下的水面舰船仍具有生命力和战斗力，有必要开展核生化防护研究。根据舰船核生化防护的三大原则，建立了一种对舰船遭受核生化攻击时进行防护的技术体系，并按核生化探测、核生化保护、水幕和洗消以及核生化监控四个环节进行了设计，该系统能为水面舰船在核生化环境中提供有效的防护。     

水面舰船多学科设计优化

多学科设计优化(MDO)被认为是目前处理海洋结构物设计的有效方法.中国船舶科学研究中心也开展了将多学科设计优化应用于船舶设计的研究.上一篇文章从船舶设计研究人员的角度出发对多学科设计优化的理论进行了介绍并且对一条发表了的国外舰船的模型进行了优化.在本文中,作者对国内的一艘实船的概念设计建立了多学科设计优化模型,该模型包括快速性、操纵性和船中剖面的总纵强度分析,它有37个设计变量,9个约束和两个目标.iSIGHT9.O被用来集成这些模块并执行优化,最终找到的优化设计不仅提高了该船的快速性,同时减小了船中剖面的截面积.     

水面舰船建筑造型设计述评

  目的  为提升游艇企业品牌识别度和竞争力,以感性工学理论为基础,提出一种基于品牌意象的游艇造型设计方法。  方法  首先,通过德尔菲法和问卷调查法等方法确定产品代表性样本和品牌意象词汇,结合语义差异法构建产品造型空间与品牌意象空间之间的映射关系,得到代表性样本的品牌意象评价数据;然后,运用SPSS数据统计分析方法,对品牌意象评价结果进行数据分析,提取出以“现代”、“创新”、“安全”、“豪华”4个词汇为主要影响游艇造型设计的品牌意象词汇;最后,通过案例实践验证方法的可行性。  结果  通过定性和定量分析,得出用户品牌意象主观感受和产品造型样本客观形式,以此确定了产品造型空间和品牌意象空间,挖掘出游艇造型设计机会。  结论  针对游艇品牌意象的研究,有助于游艇造型设计的开发与优化,对游艇企业形成完整、统一的品牌形象具有指导意义。     

水面舰船锚装置设计

从系统设计的角度,针对锚装置设计的重要性和复杂性,全面介绍了起锚机械、锚、锚穴、掣链器、导链滚轮的设计方法和设计原则,可为设计者提供设计指导和借鉴。     

影响排水型舰船回转性的因素分析

在舰船设计中采用尾部加装呆木设计,通常是为了改善舰船的航向稳定性,但这样势必会影响到舰船的回转性能,鉴于此,希望通过试验研究来探讨采用合适的呆木形式,以达到提高和改善舰船的回转性能之目的。     

水面舰船集成优化设计探讨

舰船综合作战能力的最大化与舰船资源的稀缺性是舰船设计阶段永恒的矛盾,集成优化设计正是在此背景下提出的解决舰船需求与现实之间矛盾的方案。通过提炼国外水面舰船集成优化设计思想,总结舰船集成优化设计的概念与原则;描述国内水面舰船集成优化设计存在的问题,并在此基础上提出舰船总体应通过做好型号总体顶层设计、落实总体设计优化工作及加强对总体和系统的监督管理,舰船系统应通过优化系统结构、提高"四化"(自动化、智能化、信息化及标准化)程度及提高系统效率等方面加强集成优化设计工作;展望了集成优化设计在改变设计理念、提升舰船能力及经济性等方面的收益。     

水面与水下舰船的隐身

减少舰船信号特征包括两个方面：一个技术上是否便于实现；二是需要多少费用。这决定了是否应用这些技术成果。作战研究（ＯＲ）技术可用来量化减少信号特征的相关关系。对作战研究模型是如何将航速和噪声之类舰船平台特征（在反潜战范围内）综合进行了研究。过去，这曾支持了荷兰海军Ｍ型护卫舰对这些方面的需求。使舰船自身安静化（减少自噪声）的目的是优化舰的探测性能（另一方面是避免被敌方潜艇发现或触发声水雷）。强调从反潜     

水面舰船船型选型评估方法

为在水面舰船论证阶段科学选择船型方案,构建了船型选型评估指标体系层次结构,提出几种船型总体性能计算方法,建立基于层次分析法和灰色关联度理论船型性能综合评估方法。通过对某船型平台选型实例评估分析,验证了该方法的可行性,本文建立的综合评估体系和评估方法可为水面舰船船型选型决策提供技术支撑。     

大型水面舰船结构设计载荷研究

分析大型水面舰船船体强度规范的研究现状,并对其中的环境载荷、失速影响、设计载荷进行研究。结果表明:大型水面舰船的设计载荷中应计及失速的影响,且该类型舰中砰击弯矩分量十分显著。基于设计波的规范体系准确有效。     

燃气轮机水面舰船的温度场处理

  目的  现代舰船动力系统排出的高温烟气对甲板上方高精度电子设备可靠工作和舰载机等作业单元的安全起降等具有重要影响,因此开展这些方面的研究工作非常重要。  方法  利用Fluent软件对某型舰船甲板上方空间温度场进行数值计算。选取舰船航行的典型风向,针对4种不同工况分析高温排气走向、舰船上层建筑壁面温度分布及关键停机坪上方温度场分布。  结果  结果显示,在30°风向下,位于舰船上层建筑背风侧的1,2号停机坪总会受到高温烟气的影响,使得安全起降受到威胁;同时,在低风速情况下,上层建筑表面受到高温烟气影响的区域面积更大,最大可达73 m²。  结论  研究建议舰载直升机应尽量避免在30°风向下在1,2号停机坪处起降,电子仪器设备的布置应尽量避开受高温烟气影响较大的区域。     

水面舰船红外隐身总体设计分析

舰船湿式舷侧排气系统在一些隐身护卫舰上广泛应用,有必要对湿式舷侧排气系统的红外抑制效果进行研究。

分析湿式舷侧排气系统红外抑制原理,以某船为研究对象,建立主推进柴油机舷侧排气系统数学模型,对红外抑制效果进行仿真计算和理论分析,结合航行试验开展实船红外测量。

仿真计算结果表明,采用湿式舷侧排气后,排气出口温度可降低至约60 ℃,相比于采用烟囱空气引射红外抑制装置的方式,湿式舷侧排气系统红外辐射强度可大幅降低;实船红外测量结果表明,经过喷水降温,排气出口温度降低至约66.7～70.0 ℃,3～5 μm红外辐射强度约1.39 W/sr,具有较好的红外辐射抑制效果。

研究结果对湿式舷侧排气系统在舰船红外抑制中的应用具有借鉴意义。

     

浅谈水面舰船电磁兼容设计研究

电磁兼容是目前世界各国都十分重视的技术问题。文中我国近几年在一些水面舰船的研制中，在电磁兼容方面所暴露出来的问题，重点是舰船电磁环境控制，电子设备相互干扰，舰船总体采取的措施，以及控制装船系统和设备的电磁兼容性能，最后就近期内舰船电磁兼容工作提出几点建议。