长江1000车滚装船EEDI验证分析

针对船舶能效设计指数(EEDI)在设计阶段的初步验证和试航阶段的最终验证的差异性问题,基于1 000车长江商品汽车滚装船水池试验结果,开展EEDI初步验证,预报该船的实船航速功率性能;结合实船试航测试,开展EEDI最终验证和对比分析,基于该船的EEDI基准航速计算该船所达到的EEDI值,结果表明该船满足内河绿色船舶-1的能效要求。     

肥大型船舶的航速估算方法

本文在分析比较已有船舶航速估算方法的基础上，重点进行了肥大型船舶的航速估算方法研究，其中包括有效功率估算，自航因子估算，螺旋浆初步设计和相关补贴等研究，提出了最新的肥大型船舶航速估算方法。有效功率估算研究是将上海船研所肥大船系列试验图谱重新分布、表达，再根据二十余年积累的大量肥大船模型和实船试验资料，对球首和船型的影响进行修正，用４０余艘肥大船模型试验结果校核、修改、完善，得到肥大型船舶的有效功率     

艾亚法修正对西江干线船舶航速预报

根据西江船模试验的阻力结果,对原版艾亚法通过多元非线性回归分析的方法进行修正,在对艾亚法进行修正的过程中采用MATLAB优化工具箱中的ga求解器对结果进行优化,最后将修正后的艾亚法用于西江干线船舶航速的预报,以"穗港2002"实船测试为例,对其航速预报方法的实用性进行验证。预报得到的航速精度较高,其误差均在5%以内,能满足实际工程应用的要求。     

基于CFD的双艉客船阻力特性分析北大核心CSCD

[目的]随着绿色船舶规范的实施及推进,船舶能效指数,特别是船舶航速功率指标越来越受到业界的关注。为了精确获得双艉船型的航速功率指标及船舶流场信息,[方法]基于计算流体动力学(CFD)理论,提出一种双艉船型航行阻力预报及流场捕捉的工程方法。采用粘性流计算软件FINE/MARINE,对某双艉客船的航行阻力进行计算,探讨船舶第1层网格节点高度、船舶航速以及附体对计算结果的影响,并将不同航速下的阻力预报及其结果与试验数据进行对比。[结果]结果显示,预报误差基本在3%以内。[结论]研究表明,所提方法计算效率高且易于实现,预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

基于CFD的双艉客船阻力特性分析

[目的]随着绿色船舶规范的实施及推进,船舶能效指数,特别是船舶航速功率指标越来越受到业界的关注。为了精确获得双艉船型的航速功率指标及船舶流场信息,[方法]基于计算流体动力学(CFD)理论,提出一种双艉船型航行阻力预报及流场捕捉的工程方法。采用粘性流计算软件FINE/MARINE,对某双艉客船的航行阻力进行计算,探讨船舶第1层网格节点高度、船舶航速以及附体对计算结果的影响,并将不同航速下的阻力预报及其结果与试验数据进行对比。[结果]结果显示,预报误差基本在3%以内。[结论]研究表明,所提方法计算效率高且易于实现,预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

基于ISO15016的实船航速修正方法

介绍了试航航速修正标准ISO15016（2002）的基本原理,根据载荷系数的变化建立平衡方程式,最终修正得到深水、平静海面、无风、无浪、无流条件下的船舶航速和功率。通过VBA编程,编制了一套考虑风、潮流、波浪、操舵、水温、航行状态和浅水等影响因素在内的船舶试航航速修正软件,并以1SO提供的算例对软件进行了检验,证明了该软件的可靠性。最后运用该软件对某散货船实船试航航速进行修正,并与模型试验预报结果进行比较,获得了相同的功率曲线变化趋势。     

基于CFD方法的双体风电交通运维船改造的航速估算

关于船舶改造,在设计阶段快速而又准确地估算航速相当重要。文章介绍针对某双体风电交通运维船的改造,采用数值仿真技术预报其航速。首先使用计算流体力学(CFD)商业软件FLUENT,对船舶在静水中的黏性阻力展开数值计算。然后通过黏性阻力占总阻力的比例,估算船舶的总阻力,绘制推进阻力曲线。从推进阻力曲线与螺旋桨的有效功率的交点即可估算出该船的航速。为了得到高精度黏性阻力计算结果,在船体表面附近网格加密,采用SST k-ω湍流模式,速度与压强耦合采用SIMPLC方法,其它离散采用二阶迎风格式。数值方法预报船舶黏性阻力技术相当成熟,发表的数值预报结果供读者参考。     

基于CFD模拟的水面船功率性能预报研究

论文针对水面船CFD标模KCS,进行CFD计算,模拟实船功率性能预报研究。比拟基于模型试验的水面船功率性能预报,开展了船模阻力、螺旋桨模型敞水和船模自航的数值模拟。通过对CFD模拟结果的分析,获得KCS实船的自航因子,并预报了设计航速下的实船功率。CFD计算模拟、分析及预报结果,都与模型试验及基于模型试验的预报结果进行了比较,总体上符合较好。     

船舶在随浪中的运动与横甩预报

本文在水平的随船坐标系下,建立了船舶在波浪中的六自由度操纵运动方程。进行船舶在波浪中的回转运动和Z形操纵运动模型试验,验证数学模型的正确性。通过不同波浪和航速条件下船舶Z形操纵运动的模拟计算,预报船舶在随浪中的横甩,预报结果与试验结果比较一致。     

变负荷系数对实船航速修正的影响分析

实船测速试验标准ISO15016:2015采用直接功率法,综合考虑风、浪、流、水温和水密度等环境条件的影响以及螺旋桨负荷变化的影响,进行功率、航速和转速的修正,最终得到船舶在指定装载状态下、无风、无浪、无流、15℃深水中的航速功率点。变负荷系数ξ_P、ξ_n、ξ_V是基于直接功率法的测速试航数据分析过程中的3个关键参数,通过变负荷试验得到。为了评估变负荷系数对实船航速修正结果的影响,基于某型散货船7艘系列船的实船测速试验数据,使用变负荷系数参考值以及根据船模试验获得的变负荷系数值,进行了航速修正并对结果进行比较,可为船舶测速试航数据分析提供参考。     

New method for predicting full-scale power performance of pumpjet propulsion system based on statistical learning北大核心CSCD

[目的]针对“适配于螺旋桨的船尾线型+泵喷推进器”构成的船舶泵喷推进系统,提出一种基于统计学习的实船快速性预报新方法。[方法]以某大型水面船舶泵喷推进系统为对象,通过神经网络学习典型推进泵的推力系数图谱曲线,综合运用船-桨配合时的K_(T)-J曲线和船体-喷泵配合时的推力特性曲线,建立“仅需船舶阻力曲线就能实现船舶泵喷推进系统实船快速性预报”的新方法,并基于船模阻力试验、泵喷模型敞水试验及船体-泵喷自航试验的测量换算结果对实船推进性能的预报结果开展精度校验。[结果]校验结果表明:在航速18~30 kn范围内,船舶泵喷推进系统的自航转速、推力和功率的预报误差可控制在5.4%以内,其中设计航速附近的误差甚至小于2%;船体-泵喷的相互作用程度介于船-桨与船体-喷泵之间且幅值相对较小,推力减额系数为趋向于0的极小值,故船舶泵喷推进系统是介于桨轴推进系统和喷水推进系统之间的产物。[结论]该预报方法有利于提升船舶泵喷推进系统实船快速性预报的能力,可为新型舰艇泵类推进系统总体设计/研究提供参考。     

基于统计学习的船舶泵喷推进系统实船快速性预报新方法

[目的]针对“适配于螺旋桨的船尾线型+泵喷推进器”构成的船舶泵喷推进系统,提出一种基于统计学习的实船快速性预报新方法。[方法]以某大型水面船舶泵喷推进系统为对象,通过神经网络学习典型推进泵的推力系数图谱曲线,综合运用船-桨配合时的K_T-J曲线和船体–喷泵配合时的推力特性曲线,建立“仅需船舶阻力曲线就能实现船舶泵喷推进系统实船快速性预报”的新方法,并基于船模阻力试验、泵喷模型敞水试验及船体-泵喷自航试验的测量换算结果对实船推进性能的预报结果开展精度校验。[结果]校验结果表明：在航速18～30 kn范围内,船舶泵喷推进系统的自航转速、推力和功率的预报误差可控制在5.4%以内,其中设计航速附近的误差甚至小于2%;船体-泵喷的相互作用程度介于船-桨与船体-喷泵之间且幅值相对较小,推力减额系数为趋向于0的极小值,故船舶泵喷推进系统是介于桨轴推进系统和喷水推进系统之间的产物。[结论]该预报方法有利于提升船舶泵喷推进系统实船快速性预报的能力,可为新型舰艇泵类推进系统总体设计/研究提供参考。     

超大型集装箱船全浪向波浪增阻预报技术研究

随着IMO最小推进功率规范的实施和ISO-15016实船测试航速修正方法的修订改版,波浪增阻研究引起广泛关注,成为当前船舶耐波性领域研究的热点和难点。虽然国际上针对迎浪情况的船舶波浪增阻已开展过较为广泛的研究,但对于斜浪和随浪等全浪向中的波浪增阻预报尚未取得突破性进展。该文首先阐述全浪向中的波浪增阻数值计算与模型试验方法,然后针对2万箱超大型集装箱船开展全浪向中的波浪增阻数值计算与模型试验研究。通过与商业软件和荷兰MARIN水池试验结果的比较,证明数值预报方法有效且计算结果优于商业软件、模型试验方法可行。研究成果可用于船舶在全浪向中的波浪增阻预报,进而可用于实船测试航速修正和最小推进功率规范校核等,具有较好的工程应用价值。     

大型船舶倒车制动性能实用预报方法

为了安全航运,船舶驾驶员通常借助于倒车实施紧急制动进行避让、泊入锚地或靠离码头。文章基于船舶制动运动数学模型,应用速度线性递减假定,建立了船舶在各种工况下的制动性能的预报方法。通过实例计算和试验结果的比较可知,该预报方法可用于船舶在各种航速、各种功率下的制动性能预报,为驾驶人员提供实施操纵作业的技术参考。     

赤水河机动驳新船型快速性能试验研究

根据“赤水河航运新船型研究”科研项目的要求，研究并设计出赤水河航运的新船型。对设计的新船型进行了快速性能试验，同时选定了赤水河现有的1艘优秀机动驳作为对比船进行快速性能试验。两船试验结果对比表明新船型的阻力性能、推进性能优于对比船。在相同主机功率条件下，设计船的预报航速高于对比船。     

船舶在随浪中的增阻和失速研究

针对国际拖曳水池会议(International Towing Tank Conference,ITTC)推荐的实船试航航速修正方法中对波浪增阻的修正未严格区分迎浪工况和随浪工况的情况,对一艘50500载重吨油船进行随浪规则波模型试验,并将所得结果与迎浪规则波模型试验结果相对比,研究船舶在随浪中的波浪增阻和运动规律.采用ITTC实船功率预报推荐的阻力推力一致法对该船进行实际海况下的失速预报分析,对比迎浪和随浪工况下的实船失速预报情况.结果 发现,在相同等级的海况下,随浪工况下的船舶失速比迎浪工况下的船舶失速小,且随着海况等级的提升,两者的失速差值越来越大.     

基于推力数值计算的喷水推进船快速性预报与验证

为实现对喷水推进船航速的快速、精准预报,基于ANSYS-CFX软件平台建立喷水推进器推力的计算流体力学(CFD)模型,采用分块六面体结构化网格离散计算域,采用稳态多参考系法求解雷诺时均的Navier-Stokes方程和SST湍流模型,对喷水推进器内的流场进行数值模拟.采用壁面积分法获取喷水推进器的等转速推力曲线,将其与船阻力曲线相叠加,通过求曲线的交点预报航速.选取可提供推进特性图谱的船A、带双级轴流式喷水推进器的船B和带混流式喷水推进器的船C为例,验证该方法的准确性.结果表明:船A配置的喷水推进器的推力计算值和航速预报值与厂商提供的数值吻合良好,船B和船C的航速预报结果均与实船试航值比较接近,最大偏差小于0.5 kn.结果验证了计算模型的可信性和适用性,进一步表明该方法可较好地指导喷水推进器厂商根据船舶所有人的需求便捷地选出合适型号的喷水推进器.     

应用“1978 ITTC性能预报方法”进行实船-模型相关分析

本文按照第十五届、十六届国际水池会议的建议,应用“1978ITTC性能预报方法”对22艘单桨海洋船进行了实船——模型的相关分析,全部实船试验数据均符合第十四届水池会议有关规定。分析中对实船数据进行了水温和浅水影响修正。对船模试验数据进行了排水量和转速修正。分析结果给出了可供同类海洋船舶功率与转速预估的C_PC_N数值。分析表明1978 ITTC单桨船舶性能预报方法适用于低速丰满船,适用于高度船。分析还表明第十六届ITTC性能委员会推荐的等功率转速估算法是合理的。     

基于CFD的船舶总阻力数值模拟

为了实现利用CFD准确预报船舶阻力,选取2种船舶线型,对静水下不同航速时的阻力进行模拟,考虑船舶的对称性,使用半船进行建模,为减少网格数量并尽量保证精度,采用局部加密进行网格处理,采用VOF法对自由液面进行模拟,与船模试验数据对比表明,本方法具有较高的数值精度。     

大型油船航速估算方法

对现有的船舶航速估算方法分析比较，提出了大型油船的航速估算方法。其中有效功率估算是根据上海船研所肥大船系试验图谱和实船试验资料经分析、修正得出，与荷兰Ｈｏｌｔｒｏｐ法、大连造船厂法比较，本文方法均方差最小，估算值与试验值最接近；自航因子估算以ＳＳＰＡ大油轮系列自航试验资料为基础，用上海船研所大量肥大船模型自航试验数据修正得出。