计算机辅助的双尾鳍舰船型线设计研究

为了提高航运船舶的航行效率,改善船舶的流体力学性能,船舶领域针对船型的优化设计一直是研究的热点。本文研究的对象是双尾鳍舰船,这种舰船相对于传统舰船具有更高的航行稳定性和效率,由于尾鳍的曲线形状复杂,本文重点解决了双尾鳍舰船型线的设计问题,研究过程主要采用参数化设计,并基于CATIA三维软件平台进行了双尾鳍舰船型线的曲面建模和尾鳍轴流特性分析。     

高能效江海直达散货船线型开发研究

以两万吨级江海直达散货船为研究对象,以提高能效为目标,结合船舶CFD数值分析和模型试验手段,对船舶的艏型与尾型选择,艏部水线与横剖线设计以及艉部双艉鳍倾角、间距、大小、形状等方面进行了分析研究。最终开发的线型采用新型直型艏和非对称双尾鳍,波形平缓,船体表面压力分布均匀,阻力低;经尾鳍后形成了有利于外旋桨工作的预旋流,螺旋桨推进效率高,船舶能效设计指数(EEDI)相比国际公约要求的能效设计基线降低了30%以上,成功开发的新船型将成为新一代江海直达船型的引领船型。     

双尾鳍船型尾部几何特征参数对伴流场的影响

在我所秦申线浅吃水肥大型运煤船课题研究的第一阶段,探讨了一种带有两个单尾形状尾鳍的双尾鳍船型,无论在阻力还是在推进性能方面都优于相同排水量的单桨船,成为浅吃水肥大船型中新的优秀船型。但双尾鳍船型並不是尽善尽美的,存在伴流场比较不均匀的缺点,在对船型伴流作评价时发现该船型的伴流场比较特殊,高伴流所占的比重很大,伴流峰值较高,且伴流的变化又较剧烈。螺旋桨在这种伴流场中工作,有可能产生空泡及严重的激振。为了探讨改善双鳍船型伴流不均匀性的途径,本文根据四艘双尾鳍船型的伴流场测试结果,三艘同型船模伴流场的资料以及国外的双尾鳍船型的伴流场资料,分析了上述船模的双尾鳍形状、倾角、间距等及其伴流场,据此评价了双尾鳍船型的尾部几何特征参数对伴流场的影响,为设计有较优良伴流性能的双尾鳍船型提供了依据。     

特殊船型的外板展开

隧道船，双尾鳍船等特殊船型的隧道部分外板展开，是船厂数学放样的难点。本文在型线数学放样的基础上提出了一种解决这一难点的新方法。     

长江客船新船型开发试验研究——对双尾鳍线型的探讨

本文结合长江下游干线客船的船型开发研究,对于B/T=5.667、C_B=0.552的浅吃水新船型进行了船模试验研究,并以“东-11”型常规双桨线型为基础,设计了两种新的尾部线型方案:一种是双尾线型,另一种是双尾鳍线型。船模自航试验结果表明,在诸线型和试验方案中,双尾鳍桨外旋方案的DHP值最低;桨外疑方案的Q.P.C值也超过了内旋方案。本文还分析了双尾线型和双昆鳍线型的伴流测量和流线试验结果。笔者认为,对于宽而瘦的内河船型,双尾鳍线型是一种值得开发的节能线型。     

浅吃水肥大型船的尾部线型研究

从分析船舶尾部伴流场对船舶阻力推进,操纵及船体振动性能等影响的观点,研究尾部三维伴流场,介绍尾型与伴流场之间关系及非对称双尾鳍船型的形成。非对称双尾鳍船型与优选的常规双尾鳍船型模型的阻力,自航及伴流场等比较试验结果表明,非对称双尾鳍船具有两大优点,首先,该船型能在浆前方产生一个与外旋浆旋向相反的预旋流,在保持了优良阻力性能前提下可提高外旋浆推进效率8％,获得阻力,推进,操纵各性能间的最佳配合,第二,轴向伴流分布比较均匀,满足BSRA5项衡准指标,改善了螺旋浆工作的流场条件,减少了螺旋浆产生空泡及其诱导船体激振的危险,使节能与减振得到统一,最后还介绍了该船型首制船“宁安1号”的实船测试结果及其由船模试验预报实船性能的一致性。     

某滚装船双尾鳍型线综合优化研究

针对双尾鳍船型尾部型线难以优化的技术难题,该文以某一双尾鳍滚装船为研究对象,采用CFD方法,从伴流均匀度与阻力性能角度对双尾鳍线型进行优化,并以荷兰MARIN水池提出的伴流目标函数(WOF)与平均伴流分数(w)作为伴流均匀度的评判衡准,分析了尾轴以上0.8R处的尾鳍去流角、尾鳍导圆半径、桨盘与尾轴出口端的距离对船尾伴流场均匀度及阻力性能的影响.研究结果表明:在船型参数基本保持不变的情况下,尾鳍特征参数的改变会引起船尾伴流均匀度、平均伴流分数与阻力性能的变化,并通过对比分析,对双尾鳍型线进行优选.     

双桨客货轮自航船模操纵性试验研究

本文通过一组典型双桨船型,即常规船型、双尾鳍型及双尾型船的自航船模操纵性试验,探索了双桨船的操纵特点,分析研究了螺旋桨旋向及船型对操纵性的影响规律。研究表明:内旋桨使回转性及错车性能略有下降,但错车仍有正常转向,车舵并用能得到理想的效果。内旋使倒航性能大为改善,使倒航可操。单机倒航时出现有规律的反常转向,可利用作为倒航的操纵手段。双尾鳍船的回转性能优于另两种船型,倒航性能及车舵并用的转首性能亦优于常规型船,是具有良好操纵性的一种船型。双尾鳍船型配以内旋桨方案有广阔的应用前景。     

一种无压载水船船型与阻力性能优化

为解决压载水污染问题,考虑改变传统的压载方式,开发无压载水船,使得船舶在非满载状态下,无需加载压载水,也能保证船舶良好的稳性和浮性。结合荷兰单一船身船型与双尾鳍船型,针对现有传统灵便型散货船进行无压载水船型改造,根据数值模拟计算结果,对所得到的初始船型进行阻力性能优化。     

双艉船型优化的系统研究方法

本文介绍了在长江双艉船型型线的研究开发中,利用船体型线生成交互设计、船舶工程CFD综合技术及船模试验三位一体的优化船舶线型的系统研究方法。     

参数化的船型设计方法

根据特征参数和特征线,生成光顺的船体线型是造船工作者梦寐以求的目标。基于光顺曲线的参数化设计,提出了参数化的船型设计方法。该方法可根据特征参数和特征线快速开发出具有优秀航行性能的、光顺的船舶型线。设计实例表明了该设计方法的可行性。     

一种实用船型设计方法(2)--特殊船尾及其推进性能分析

介绍了四种具有完全不同尾型的实用双桨船型的优化设计结果,即双球尾船型、蜗尾船型、双尾船型、双尾鳍沿海客滚船船型,都取得了很好的推进性能与节能效果.在设计航速下,与各自的对比常规双桨船型相比较,提高推进效率分别为15%以上,20%以上,10%左右,8～10%.文中亦对特殊船尾的推进性能与螺旋桨设计作了初步分析.     

船舶多学科设计优化中的船型变换模块

为了实现船型优化,第一步需要按照设计变量的改变来生成船型,这样就需要一个变换程序将母型船变换成设计船.当船型优化发展到基于CFD以后,传统的通过主尺度和几个船型参数例如Cp,Cw等来控制船体型线的做法已经不能满足要求,需要对船型进行更加准确,细致的控制.为了解决这个问题,文中开发了一个新的船型变换程序,它直接读人横剖面面积曲线和设计水线,然后变换船体型线以满足这两根曲线的要求.该程序的变换步骤包括主尺度仿射变换,Cm变换,横剖面面积曲线变换和设计水线变换.程序中主要的变换方法为广义Lackenby变换,仿射变换等.该程序由于直接根据横剖面面积曲线和设计水线来控制型线,使船型变换模块的设计变量从10个左右扩展到了40个以上,增加了船型优化提升船体性能的可能性.该程序是船舶多学科设计优化的船型优化模块的前处理程序.     

长江口新一代车客渡船的设计特点

介绍长江口新一代车客渡船的设计特点，包括：节能效果显著的非对称双尾鳍船型；富有个性的新颖船舶外观造型；以及既经济实用又能体现时代气息的舱室装潢设计。     

双尾鳍船舶纵倾节能及其尺度效应的数值研究

纵倾节能是一种高效易行的船舶节能手段,针对纵倾节能应用,采用基于RANS求解的数值模拟方法,对不同缩尺比与纵倾角度工况下的双尾鳍内河船型绕流场进行了数值模拟。本文分析纵倾角度对阻力及其成分的影响规律;分析阻力随纵倾角度变化规律的原因并对纵倾节能相关的尺度效应进行探讨。结果表明,双尾鳍船舶以设计航速航行时,纵倾角度为首倾1.5°左右时阻力最小,且纵倾节能存在明显的尺度效应。     

38000m^3耙吸挖泥船线型设计优化研究

大型或超大型耙吸挖泥船采用优选的双尾鳍线型,同时与带折角线的前体线型有机结合,可有效降低总阻力,提高推进效率。文中结合38 000 m^3耙吸挖泥船带双尾鳍的浅吃水肥大船型的船型特征,利用CFD分析技术对该船的艏艉线型进行设计与优化,模型试验结果表明,优化线型船的航速超过了设计指标,达到设计要求。     

计算机辅助船舶型线设计的几种方法

本文评述闻计算机辅助船舶型线设计的四种方法：系列船型方法，母型船方法，低波阻船型方法和数学船型方法。     

双尾鳍船型的技术性能

介绍荷兰海运研究所对单尾、双尾鳍2种油船方案进行的一系列模型比较试验，试验结果表明，双尾鳍船型在整体上优于常规单尾船型。另外介绍挪威1艘化学品船采用不对称双尾鳍船尾提高了推进效率。     

基于核主成分分析方法的标准化船型设计优化

合理选择船型、主尺度、船舶型线,减少船舶阻力,减少污染,降低能耗,保护环境,是船舶设计过程中应注意的十分重要的问题.但是最佳船型方案选择是一个复杂的多变量、多目标的系统优化工程.核主成分分析方法(KPCA)是目前一种常用的综合评价方法.它不仅具有优秀的主元提取性能,更尤其适合于处理非线性问题,对内河干散货运输船型设计优化具有很好的实际应用价值和指导作用.     

豪华邮轮球首设计

考虑台湾海峡和东南亚航区风浪情况,在船舶最新设计理念及有关理论指导下,结合以往在型线设计方面的经验和基础船型数据库,研究设计三种新颖的豪华邮轮船型,并采用CFD 软件fluent和Resistance计算并优化分析船体型线及阻力,获得该适合航区较佳的船型。