浅水效应下智能技术试验船回转操纵性数值模拟

本文借助STAR-CCM+软件对考虑浅水效应的智能技术试验船回转操纵性进行数值模拟研究。首先对无界流场中智能技术试验船的流体动力性能评估,并且与试验结果对比验证了计算方法的准确性;在此基础上,通过改变智能技术试验船与池底的垂向距离,模拟不同浅水工况下智能技术试验船回转操纵性能。数值模拟结果表明,浅水效应下智能技术试验船侧向力系数显著增大,对应的偏航力矩系数亦有所增加。相关结论可为智能技术试验船浅水航行时安全性能提供指导。     

关于尖头单桨船在浅水航区使用的几点看法

本文对浅水航区使用的平头船进行阻力特性剖析，倡导使用尖头船以更适应浅水航区的航道要求。并对浅水航区船舶的艏艉部形状以及船型系数进行了讨论。     

赤水河机动驳新船型浅水快速性能试验研究

针对两艘机动驳船,其一为赤水河现有优秀船,隧道尾型称为对比船,其二为武汉理工大学开发研制的双尾新船型,称为设计船,进行了不同水深、不同装载工况的浅水阻力性能、推进性能试验研究.探讨了不同船型、水深变化和装载工况变化对船舶浅水快速性能影响,给出了一些有益的结论.     

内河船舶受浅水影响的性能预测

本文分析了16艘内河船变化4～5个水深的试验资料,寻找了浅水效应阻力增量的变化规律,确定了无浅水影响的最小水深以及受到一定浅水影响时的速度增量和损失的计算公式,且考虑了船型要素的影响。     

船行波对直立岸壁的作用研究

以Wigley数学船型为对象,采用传统的一阶Rankine源面元方法,对在浅水情况下的Wigley单体船、双体船以及三体船的艉浪进行数值计算,并用得到的浅水船行波对岸壁的作用力进行计算,结果表明该方法有一定的可行性。     

采用Green-Naghdi方程和有限元法计算浅水船波

采用波动方程／有限元法求解Green-Naghdi(G-N)方程计算船舶在有限水深区域的兴波和波浪阻力。把行驶船舶对水面的扰动作为移动压力直接加在Green-Naghdi方程里，以描述运动船体和水面的相互作用，并经此来计算不面波动、船底水动压力和波浪阻力。G－N方程比浅水方程增加一个非线性的频散项，以补充有限水深对浅水船波的影响。采用随船运动网格的有限方法，以Series 60 CB=0.6船作为算例给出浅水船波的计算结果，并与浅水方程的结果进行了比较。计算结果表明，当船速小于临界速度时，由于频散的影响，G－N方程级出的船后尾波波高比浅水方程的结果大，同时波浪阻力也比浅水方程的结果有所提高。当船速大于临界速度时，G－N方程的计算结果与浅水方程基本相同，频率散射无明显影响。     

浅水中会遇船舶水动力相互作用数值研究

浅水中邻近两船作相对运动产生的非定常水动力相互作用对于船舶的操纵性有重要影响.文章采用动网格技术,通过求解非定常RANS方程,选取RNG k-ε湍流模型,对两船在浅水中会遇的三维非定常粘性流场进行了数值模拟,计算了其水动力相互作用;通过将计算结果与试验数据进行对比,验证了文中方法的有效性.在此基础上,分析了船舶在整个会遇过程中的受力特性,指出了会遇过程中船舶容易失控和发生碰撞的阶段,并通过分别对不同的船间横向间距、水深、船速和船长情况下的船-船水动力相互作用进行计算和结果分析,得出了以上四种因素对船间水动力相互作用的影响规律.     

船舶在狭窄、浅水航道船行波的数值模拟

狭窄、浅水航道船行波对内河航运安全、航道维护和水域生态环境等存在诸多负面影响。针对狭窄、浅水航道船舶兴波问题,选择内河巡逻艇,基于较为成熟的CFD技术,应用重叠网格(Overset mesh)、两相流、自由表面(VOF)、六自由度(6-DOF)等物理模型和Realizable 湍流模型,模拟分析了船行波波形耦合、反射生成的尾浪以及与岸边相互作用的拍岸现象,并对4.2米某巡逻艇在水深0.95米距离航道2米条件下航行时的升沉、纵倾和水动压力进行监测。研究表明,内河巡逻艇在狭窄、浅水航道波形耦合、反射以及拍岸现象明显,浅水效应、升沉响应、纵摇响应逼真;兴波拍岸位置 与 处的拍岸波高分别为0.02373与0.037065米。本文研究为解释狭窄、浅水航道船行波及航道其他船舶与岸边、桩柱等的相互作用具有指导意义。     

升船机船厢出入水中间渠道内水力特性试验

船厢出入水在中间渠道内产生非恒定波流,属于浅水长波,在其未反射之前具有引航道的水力特性;反射以后形成往复的振荡波;浅水长波在传播的过程中,在某种条件下也有短波现象。试验研究了船厢不同出入水速度、渠道不同宽度和水深时与渠道内水力要素的关系,同时分析了渠道内的通航条件。     

22m航标船改进设计

为适应新的航道条件,22m航标船进行改进设计。首先适当增加船长,合理优化舱室布置;其次分析浅水阻力,减小干舷船侧受风面积,以提高船舶稳性和抗风能力,然后合理匹配螺旋桨,使其适用于浅水水域航行;最后选用性能优越的主机,并采用高弹联轴器加隔振垫的连接方式等,以降低舱室噪音。该船目前已投入使用,达到设计要求,得到用户好评。     

具有新颖翘曲型船体的高速双体船

基于瘦长体船的非线性浅水波原理，提出一种具有新颖翘曲型船体的双体船，该船在选定的超临界航速下，兴波阻力接近于零。新的设计方案与一艘普通的双体船进行了数值上的比较。该设计方案原计划用于内陆水道上的高速客船，并在杜伊斯堡浅水拖曳水池中进行过模型试验。     

水动力对内河船效率的影响

本文提供了内河船节能装置系列研究的成果。这些装置建立在浅水船舶流体力学理论计算和实践研究基础上的。     

瓯江航道浅吃水肥大船的阻力性能分析

以通用流体软件STAR-CCM+为平台,以瓯江下游的浅吃水肥大船为对象,进行了考虑自由面的船舶阻力性能分析,计算结果与深水试验结果能够吻合良好。考虑实际航道水深较浅,比较了深水状态和浅水状态下阻力的差异,分析了浅水中船舶阻力和各阻力分量的变化以及浅水对兴波的影响,为新船型设计和主机选型提供参考依据。     

多用途江海直达船模态分析与动力响应预报

针对多用途江海直达船江海两用的特殊性,利用有限元软件Abaqus CAE,数值分析某江海直达船在满载出港和压载到港工况下的全船固有湿模态,计算该船在主机激励和螺旋桨激励下的动力响应。结果表明,浅水效应降低了船舶固有频率,单浆推进时振动比双桨推进时更加剧烈。     

关于船舶浅水阻力估算方法的探讨

本文根据一组六种不同船型的深浅水阻力试验结果,提出了一种以R_u/R_∞～HT关系作为估算船模(船舶)浅水阻力的方法,并制成估算阻力的图表。最后用本方法分别计算了一条船模和一条实船的浅水阻力,并与实测结果作粗略比较,说明本方法较为简捷方便,并具有一定的准确性和可靠性。     

西林舵——双尾船浅水低速航行的有效操纵装置

双尾船由于尾部片体较大的回转阻尼对回转性会产生不利影响，为提高双尾船的浅水低速回转性，对８０ｔ双尾机动驳采用了控制螺旋桨尾流具有侧推效应的西林舵；船模试验表明，采用该舵使浅水低速回转性有相当程度的提高，在７０°大舵角时该船模实现原地回转且横倾很小。     

浅狭航道中船舶操纵性能的预报仿真

利用深水平面MMG船舶操纵运动数学模型,通过浅水修正和岸壁效应近似建立了船舶在浅狭航道中操纵运动数学模型,针对M ariner船开展了浅狭航道中的操纵运动预报,探讨了直航状态下浅水及岸壁效应对船舶运动轨迹和航向的影响,仿真结果能够为船舶在浅狭航道中的操纵与控制提供参考。     

玻璃钢浅水拖轮建造工艺小结

为了发展浙江浅水急流地段的交通运输事业,交通部下达了试制瓯江浅水急流拖轮的科研任务。由浙江省交邮局负责,上海船舶运输科学研究所、浙江丽水航管所和杭州航运公司船厂三个单位组成三结合试制小组,对浙南瓯江有关地区进行反复调查和测量,多次召开设计方案会讨论、研究,最后由上海船研所负责设计、我厂负责建造了玻璃钢浅水拖轮。该轮于1972年9月基本完工,并在杭州地区进行了     

基于CFD的无压载水船型浅水中岸壁效应数值模拟

基于贯通流系统设计无压载水船型,在保证无压载水化的基础上,分析其操纵性相关的水动力特性,以系列60船型改造后的新船型作为研究对象,基于CFD方法,选用混合网格和SST k-ω湍流模型对船舶浅水航行的岸壁效应问题进行数值模拟,利用粘性流对叠模求解。为验证网格划分和数值方法的合理性,对系列60船型进行数值模拟,将计算结果与他人计算结果进行比较,基本吻合。对新船型进行数值模拟,计算出其在浅水中不同岸壁距离以及不同航速下的阻力、横向力和转艏力矩,与系列60船型的计算结果进行比较,分析结果表明,新船型弱化了浅水中的岸壁效应,优化了水动力性能。     

32米联检船

本文介绍了一种适于内河和沿海浅水区域航行的小方形系数双桨、双艉用于联检，兼作航标维修、拖带的船型设计和实船试验结果。该船布置设计中多处采用一物多用的方法，解决了船小、地位紧，而使用要求高的矛盾。