船舶性能计算 八、船型对阻力的影响 首尾端形状的影响.pptVIP

船舶性能计算 项目七　船舶阻力 八、船型对阻力的影响 5、首尾端形状的影响 船的横剖面形状，特别是首尾附近的横剖面形状不仅对阻力性能有影响，而且对船的推进性能及耐波性等都有—定的影响，因此在选择横剖面形状时要综合考虑。 一、横剖面形状的形式 　　　横剖面形状通常有两种形式，即U形和V形。按程度不同又可分为极端U形、V形，和缓和U形、V形（又称中U形和中V形）。 一、首尾横剖面形状 　　　U形剖面的特点是：横剖面面积沿垂直方向分布比较均匀，它在满载水线处较窄，故应与凹形水线相配合。 　　　V形剖面的特点是：横剖面面积比较集中于上部，因此它在满载水线处较宽，故应与凸形或直线形水线相配合。 二、横剖面形状对阻力影响及选择 　　 横剖面形状的变化对摩擦阻力的影响较小，对剩余阻力影响较大，对于不同速度的船舶应兼顾阻力、推进和耐波性等方面的要求选择首尾横剖面形状。 　　　 1、首部横剖面形状：低速船取V形较佳，一般对中高速船以采用U形为佳。 　　　 2、尾部横剖面形状：从阻力观点来看，采用V形剖面。但从推进观点来看，尾部采用U形剖面可使伴流比较均匀，因此船体振动较小，特别对提高单螺旋桨效率有利。 　　　 所以在实际应用中，有的将尾部V形横剖面在接近推进器处逐渐改为U形，以获得两种剖面线型所具有的优点。 船首尾剖面形状的配合问题，目前尚无定论。一般认为：首部剖面形状主要从阻力和波浪中的失速来考虑；尾部剖面形状应结合推进效率考虑，同时要注意首尾部线型的平顺过渡。 　　　球鼻船首，就是满载水线以下的船首柱处加装一个球形突出体。 　　　在不同船舶上采用球鼻船首常能取得减小兴波阻力、破波阻力和舭涡阻力等效果。因此不少船，特别是一些大型船舶采用者甚多，但其缺点是制造工艺较复杂，对首锚的使用有时会受到一定影响。 二、球鼻首对阻力的影响 　　　安装球鼻船首在不同情况可以减小不同的阻力成分： 　1、对于中、高速船减小兴波阻力 　　　对于Fr在0.27～0.34之间的中、高速船，安装球鼻船首可以降低兴波阻力。如球鼻的大小和位置选择适当的话，则在一定速度范围内，球鼻船首产生的波系与船体波系可能发生有利干扰作用，合成波的波高将降低，兴波阻力将下降。 2、对于低速船满载时减小舭涡阻力 对于航速在Fr＝0.20以下的肥大型船在满载航行时常常会产生埋首现象。这是由于船首底部发生大量旋涡，并在该处形成低压区以致使船首下沉。其结果消耗能量，增大阻力。安装球鼻船首，在低速时可使水流近于径向对称流动，船首底部不产生旋涡运动，从而达到降低阻力和减小埋首现象的目的。 　3、对于低速船压载时减小破波阻力 对于一些低速肥大型船舶在压载状态时，首部水流情况恶化，所以破波阻力相当明显。加装球鼻船首后，使首部船体前伸，该处横剖面面积曲线的坡度和首部水线进角减小，大大改善了船首柱附近的压力分布，因而缓和了船首破波情况，从而降低了破波阻力。 　　　 方尾的特点是将船尾端做成刀切似的平直状，其各水线面的尾部形状接近方形，或呈弧形方角，故称为方尾。Fr＞0.4的各种舰艇，特别是快艇和驱逐舰均采用方尾，故也称为驱逐舰式船尾。 三、方尾对阻力的影响 　　　方尾几乎是水面高速舰艇普遍采用的船尾形式。采用方尾的最主要优点在于： 1、它的尾部纵剖线坡度缓和近于直线。这样可使水流大致沿纵剖线方向流动，减少高速水流的扭转和弯曲程度，从而可减少能量损失，可改善阻力性能。 　　　 2、更重要的是，高速水流沿着方尾边缘一直延伸到尾后相当的距离处，其作用相当于增加了船体的有效长度，这样摩擦阻力并未增加，但对减小剩余阻力是有利的。（方尾的这种作用通常称为虚长度作用。） 3、此外，由于方尾的尾部排水体积较大可以减小航行过程中的尾倾现象，从而使尾部产生的“鸡尾流”波浪情况得到改善。 综上所述，对于高速舰艇采用方尾可以得到较小的阻力，有利于提高航速。 除了阻力性能外，方尾还具有结构简单，较好的回转性，以及对螺旋桨等有良好的保护作用等好处。 注意：高速舰艇一般采用方尾。 　　　 　　　目前，浅吃水船或超浅吃水船由于吃水小，因此普遍采用双桨船型。但常规双桨船的推进效率较低，附体阻力也大。 　　　为了克服常规双桨船的这些缺点，国内外相继研究了双尾和双尾鳍线型。 　　　根据国内外已有试验资料表明：与常规双桨船型相比，采用这两种尾部线型都能提高推进效率，而其总阻力增加不大，甚至几乎无甚增加。 四、双尾和双尾鳍 　　　双尾船型与常规双桨船相比，在阻力和推进性能方面均有一定的特点： 　　　1、从阻力观点看 1）双尾船型的单个尾体宽度约为整个