高性能船舶原理 第3篇 单体船.pptVIP

影响高速排水型船舶性能的主要因素 1.阻力性能——快速性 2.耐波性能——舒适性 阻力性能与船型系数 高速排水型船舶大多处于过渡航态， 即 船体受到的阻力主要为兴波作用，所以主要考虑影响兴波阻力的两个系数： 1.船体棱形系数 2.船体修长度 船体棱形系数 船体修长度 排水体积长度系数 高速排水型船舶，通常为轻型船，受横摇和缓性要求，B/d在2.5~3.5；L/B在6.5~10，受耐波性和快速性限制，方形系数在0.42~0.52.因此，由上式可知， 高速排水型船舶排水体积长度系数为6.3~8.8 耐波性能与主要船型参数 船舶尺度及船型参数对耐波性的影响 1970年莫尔通过船模自航试验，在多元回归分析的基础上，建立纵摇角、升沉有义值和功率增加与船舶主尺度、航速间的关系。 莫尔的回归分析模型 船舶系数对耐波性的影响 船舶系数对耐波性的影响 斯簧船舶试验结论： 1.船型系数对耐波性能的影响由 联系起来，显然采取较小的垂向棱形系数和较大的方形系数可以获得较大水线面积系数，这有利于增加船的摇荡阻尼，减小运动幅度。 2.B/d对运动的影响，处在较高速时，一般较弱。 3.实验表明，波浪中总功率的变化与在静水中的变化趋势基本一致。 改善排水型单体船航速与耐波性的措施 1.增大船长，提高修长度 2.增大船底部横向斜升角。向深V型发展 3.船的排水容积和质量分布后移，形成尖劈型船体 4.适当增大首部干舷，改善适航性 2.高速方尾排水型船的阻力性能及预报方法 高速排水型船的基本特征：方尾和圆舭 船型包括： 苏联高速小型排水艇系列，Fr=0.45~0.7 英国高速圆舭NPL系列，试验范围Fr=0.3~1.2 瑞典SSPA高速小型排水艇，范围可达Fr=1.3 方尾型船的水动力特点 在低速时，弗劳德系数小于0.45时，方尾船尾部水流不能迅速脱离船体，会在船的尾部形成大量漩涡。 方尾型船的水动力特点 当弗劳德系数大于0.45时，船尾部水流具有足够动力克服粘性的影响，而脱离船体，这种现象称为“水流突离现象” 方尾型船的水动力特点 方形船尾部发生水流突离时，尾板后不会在出现漩涡，而是在船侧和船底水流在船后某处交汇，形成鸡尾状的水丘。 方尾型船的水动力特点 “虚长度”概念 尾板后水流空穴长度△L称为“虚长度” 作用： 增加了船体长度，使船体修长系数加大，从而降低了兴波作用，快速性得到提高。 方尾特征船型的相关参数 尾板宽度b/B，船尾部宽度与船宽的比值。 尾封板底部的横向斜升角 苏联《方尾图谱》 《方尾图谱》的基准船型的剩余阻力计算 基准船型的剩余阻力图谱 船型参数对剩余阻力的影响 船体总阻力的计算 NPL型船系列图谱 剩余阻力图谱 NPL图谱的修正 与苏联《方尾图谱》相比，NPL图谱的航速较高，方形系数较小，棱形系数较大，更适合于中、小型高速排水量型船舶的阻力计算。但NPL图谱的长宽比L/B适用范围较小，对于L/B7.5的范围和不同的棱形系数，必须要对L/B和棱形系数进行修正。 NPL图谱的修正 回归分析法估算过渡型快艇的阻力 回归分析法： 通过试验获得过渡性快艇和滑行快艇的静水阻力试验资料，对其进行回归分析，确定各个参数间的线性相关性，建立数学模型。 回归分析法 预报高速方尾排水型船舶阻力性能的电子方尾图谱法 简介： 电子方尾图谱法，通过输入主尺度和船型系数等基本数据，应用EXCEL执行方尾船舶的快速性计算，自动对新方尾图谱的电子阻力数据进行查值和主要影响数据的修正计算，粘性影响修正，以及确定总阻力和有效功率曲线。 该方法，适用范围更广，便于不同尺度方案的快速性比较，是一种实用、高效、灵活、便捷与可靠的计算方法。 3.3高速深V型船 定义： 深V型船是指沿船长的整个底部都有较大且几乎不变的横向斜升角的高速船舶。 高速深V型船 船体V度和尾板形状对阻力的影响 1988年日本的马场荣一，采用斜升角分别为15、20、30度的定长船舶做变更V度的试验研究。获得如下结论： 深V型船与常规圆舭型船在流体动力性能上的比较 阻力性能 1.静水中总阻力 由图可知，排水量相当的两种船型，静水中总阻力差别不大。 这是因为，与圆舭型船相比，深V型船具有较大的湿面积，因此它的摩擦阻力要大，但在高速航行时，剩余阻力是静水阻力的主要组成部分，通过增大长度系数，可以有效降低剩余阻力，所以两种船型在静水中的阻力差别不大。 深V型船与常规圆舭型船在流体动力性能上的比较 阻力性能： 2.各种海情下阻力比较 如图可知，在5级以上海情时，深V型船在波浪中的快速性要比圆舭型船好得多。在较高海情下，深V型船表现出较低的运动幅值，较小的摇首和较好的航向稳定性。 深V型船与常规圆舭型船在流体动力性能上的比较 耐波性能 图为，早期的适航