波浪推进器

1990年5月,苏联黑海舰队在海军军舰上对Ю·Ф·先基诺伊工程师研制的一种波浪推进器进行了试验。先基诺伊工程师研制的波浪推进器是两对相同的叶板。它们分别安装在船头两侧。每对叶板中,有一个是测风器叶板,它在任何时候都能顺着水流进行运转(水流的矢量取决于船只运行的方问、波浪运动的方     

日研究漏船不翻控制系统

在波浪滔天的大海中行船,一旦船只漏水,即可能在顷刻间翻船。1994年,爱沙尼亚一艘渡船的船头门脱落,海水涌入吊舱甲板,不到30分钟,船只就沉入大海,致使800多人丧生。 漏船翻倒的原因是:如果水从船的一侧向另一侧来回晃动,船只就会失去稳定,而海浪运动又会使其“雪上加霜”:船外波浪和船内积水产生     

基于结构强度的超细长三体船片体布局优化的研究

以一艘超细长三体船为例,计算了其在不规则波下的波浪载荷响应。考虑速度的影响,研究了基于波浪载荷响应的片体布局优化。计算结果表明,超细长三体船的总纵弯矩分布规律符合船体梁假定。由于三体船较常规单体船宽,沿着船宽方向亦可假设成两端简支的单跨梁;片体的相对位置不影响产生载荷响应峰值的波浪遭遇频率,但会影响响应的幅值。在优化片体相对位置,需考虑高航速的影响。     

采用直翼推进器的舰船动力装置仿真

直翼推进器可在360°范围内快速改变推力方向及大小,具有优良的操纵性和机动性,因此,被广泛应用在对动力系统有特殊要求的船舶中,如拖船、扫雷艇和海洋工程船等。本文以采用直翼推进器的船舶为研究对象,通过分析船体、柴油机以及直翼推进器之间的能量转化,采用MMG操纵运动非线性数学模型,建立Matlab/Simulink模型,进一步研究基于直翼推进器的船机桨匹配特性,为进一步提高直翼推进器实船应用提供参考。     

沉管运输安装船侧向推进器工作性能

在自航式沉管运输安装船浮运沉管工况下,沉管固定在2个片体之间,沉管壁与片体相距较近,当侧向推进器向内侧推水时,由于沉管壁的影响,侧向推进器的效率会严重下降(甚至使侧向推进器失效)。对此,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件进行三维建模和仿真计算,得到不同工况下船体和沉管对侧向推进器性能的影响。将数值模拟结果与试验数据相结合,探讨一种新的侧向推进器布置方法,为后续自航式沉管运输安装船的设计提供参考。     

船舶并靠中海浪模型算法的研究

首先从波能谱入手,在ITTC标准海浪谱的基础上,利用等能量划分法,构造船舶并靠中的海浪模型;然后分析在此海浪模型中并靠两船的相对运动情况,在研究中发现波浪会对船舶的横摇有影响。针对并靠船舶的横摇设计变阻尼波浪补偿器,对船舶的相对运动进行补偿,保证船舶在并靠过程中的安全。     

波浪影响下的地效翼气动特性

地效翼作为提供升力的主要部件,其气动特性决定了地效翼船总体性能。以往针对地效翼气动性的研究过程中,往往忽略了波浪对地效翼气动性的影响,而实际飞行过程中,时刻都受波浪的影响。文章运用计算流体力学方法（CFD）,在不同波浪海况作用下,深入研究了地效翼的气动特性。地效翼船在恶劣海况飞行过程中,受波浪影响飞行升力变化较大,地效翼船飞行颠簸非常明显,其飞行稳定性有一定影响。因此文章针对稳定性较好的“S”型地效翼的气动性开展了研究,研究表明“S”型地效翼具有较好的气动特性。同时对展弦比对“S”型地效翼气动性影响的敏感性进行了研究。研究成果可为地效翼船的设计提供理论支持。     

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。     

直翼推进器

直翼推进器之作用原理及其构造直翼推进器乃系几只直立转动的翼片,均匀的按装于旋转圆盘的圆周上,圆盘和船尾底部齐平,翼片伸出船壳。(图1)     

越浪水体对堤后靠船墩的冲击试验研究

通过三维的波浪物理模型试验,研究了斜坡堤掩护下的靠船墩受力特性,分析不规则波作用下越浪高度和不同波向对靠船墩波浪力的影响规律。试验结果表明:1)当波浪传播到斜坡堤上时,一部分波浪破碎后越过堤顶直接冲击在靠船墩上,另外一部分波浪则会绕过斜坡堤在堤身后方形成绕射波对靠船墩形成冲击。2)由于波浪垂向作用的冲击特性较强,作用在靠船墩上的垂向波浪力要大于正向波浪力和横向波浪力。3)随着越浪高度增大,作用在靠船墩上的垂向波浪力和正向波浪力增大,横向波浪力则没有明显的增大趋势。同时更大的越浪高度也会导致垂向波浪力与横向波浪力的比值增大。4)当越浪高度较小时,波浪正向入射与斜向入射造成的波浪力相差不大;当越浪高度较大时,斜向入射的波浪会引起靠船墩上更大的波浪力,此时波浪的绕射效应也会增强,正向波浪力与横向波浪力的比值会减小。     

地效翼船实时视景仿真研究

介绍一种基于单台个人计算机和MATLAB软件的地效翼船实时视景仿真方法。利用基于对海浪的实时仿真计算的实时视景软件，和建立在“地效翼船＋自控系统”的数学模型基础上的地效翼船连续仿真数据计算软件，开展地效翼船在不同时间和不同飞行状态下地效翼船的实时仿真模拟演示。实时仿真演示表明：大、中型地效翼船的运动性能可以利用地效翼船实时视景仿真系统通过数字仿真手段予以展现。     

我国近年来对船在海浪中响应的研究进展

本文对最佳耐波性船型,船之稳性,横摇及减摇装置,波浪及其作用力,及船之砰击诸方面在我国的研究进展作一简要的回顾。在船之稳性研究中对渤海2号平台的倾覆做了模型在波浪水池中进行了模拟试验,作出了分析和结论。以非线性原理对横摇及减摇装置进行了计算。用不同方法估算了波浪的二阶力,并对多种水下建筑物及柱体计算了波浪作用力。关于船受海浪作用所产生砰击问题开展研究不多,似应多加努力。     

波浪推进艇的集成电机推进器设计及航速预报

为了给现有的波浪推进无人艇研制辅助动力装置,对有桨轴型集成电机推进器进行了相关的设计,包括电机设计、水动力性能和桨叶结构强度计算.首先进行电机的设计和螺旋桨的选型,并通过流固耦合方法对集成电机推进器周围的流场和桨叶应力场进行了计算.然后使用Star ccm+重叠网格法计算了水翼抬离水面工况无人艇模型的静水阻力,并与拖曳试验结果进行比较,验证了CFD计算方法的可行性.最后使用体积力法替代螺旋桨的作用,对安装了首固定水平翼和一个集成电机推进器的波浪推进无人艇在静水和迎浪规则波中航行时的航速进行了预报.     

不会晕船的远洋客船

日本石川岛播磨重工业公司即将开始建造集结高科技的“东方维纳斯”号豪华客船。为了使船体在惊涛骇浪中也能保持稳定,该船采用了计算机控制的稳定翼、大侧斜螺旋桨和发动机弹性支撑物等3项技术。其中最引人注目的是安装在船体中间部位的长达175m的稳定翼。此外,在船的两侧还装有长达5m的小翼。翼的角度视波浪状态由计算机自动控制,从而可以使船的左右摇摆减轻90％,在风平浪静时,稳定翼可以收入船舱内,以免因它的阻力而减速。     

地效翼船空间运动的数学模型

从地效翼船非线性空间运动方程组出发,借助小扰动线性化理论,并假设初始运动条件为不对称运动(β0≠0,Φ0≠0),使原来的非线性项变成线性项,但仍然包含纵、横向的干扰,这样得到包含纵、横向干扰的线性空间运动方程组.再根据地效翼船的自身特点,给出地效翼船自控系统的控制方程,并对各种干扰(波浪、操纵、其它脉冲干扰输入)信号进行数学描述.最后得到地效翼船的数学模型,可以开展地效翼船的数学仿真研究和地效翼船自控参数的优化研究.     

掠海地效翼船及其在我国的研制进展

本文简要地介绍了掠海地效翼船的特点和关键技术，回顾了地效翼船在我国的研制情况，并对我国实用型地效翼船的研制和应用提出了初步的设想。     

关于振动翼推进器的研究(振动翼推进船的研制)

新颖的振动翼推进船,以作用原理像鱼尾那样的振动翼推进器取代了传统的螺旋桨.本研究论文介绍了该推进器的作用原理、结构型式、以及实船实验情况等,从实验中可以看出,其平稳性、安全性、船速、推进效率及节约燃料等各方面性能均远比螺旋桨船优越,一旦尚存问题解决之后,此种先进的推进方式可望在不久的将来能应用到诸如快艇及大型油船等各类船舶上去.     

三体船波浪载荷预报研究

根据现有某三体船的相关资料和海浪统计资料,采用三维频域计算方法,给出横纵向波浪载荷分量的传递函数及长短期预报值。横向波浪载荷包括各纵剖面的横向对开力、横垂向剪力、横垂向弯矩、纵摇有关扭矩等;纵向波浪载荷包括各横剖面的纵垂向剪力、纵垂向弯矩、纵向扭矩和水平弯矩。短期预报采用P-M双参谱;长期预报采用IACS推荐的Rec.34标准海浪统计资料,考虑到高速三体船适用于7级海浪的要求,根据实际情况把海浪资料波高截断,即有义波高变化范围为0.5⁶ m及0.56 m及0.5⁹ m,其中6 m及9 m有义波高的出现概率按照插值的方法得到。根据计算结果,可给出高速三体船的波浪载荷特征,为结构的进一步优化设计提供重要依据,并为相关规范公式的修改提供参考。     

多激励工况下重吊型半潜船振动特性

动态定位是海洋工程船舶的一种特别的定位方式。在动态定位工况下,船舶主推进器、可伸缩推进器和侧推进器同时运转,激励源增多,在周围水流的作用下,将较大的振动能量传递给船体,引起推进舱及上层建筑甲板产生较大的振动,严重影响船舶的舒适性。目标船为重型起吊船,在主甲板右舷处设置有5 000 t的起吊装置,在艉部配备4台主推进器,艏部配备2台侧推进器及2台可伸缩推进器。定位工况下,需同时开启这3种设备,船舶处于多激励状态,易引发上层建筑较大的振动。文章采用有限元方法,建立目标船的三维数值模型,分析了其振动的固有频率及模态,计算了多激励工况下整船的振动响应。结果显示:目标船自由振动的前6阶固有频率较低,均已避开各激励源的风险频率范围;多激励工况下,以可伸缩推进器和艏侧推器的激励为主,各层甲板速度响应的最大值出现在11 Hz附近,响应曲线出现多个峰值,振动耦合性增强,对加权值的影响增大,但最终均能满足舒适性相关的标准限值。     

耙吸式挖泥船新型波浪补偿装置

耙吸式挖泥船在海上工作时，由于海浪的作用，船舶产生上下颠簸，但水下吸泥的耙头必须克服波浪起伏的影响，始终贴着海床移动。所以每艘船都少不了耙头绞车的波浪补偿装置。传统的补偿系统一直采用液压蓄能器组作弹性补偿。然而，随着挖泥船总体水平的不断发展以及施工要求的不断提高，传统型的波浪补偿装置已无法满足要求。所以需要开发新一代的波浪补偿装置。