兴波_参考网

CFD数值分析三体船片体位置对阻力及兴波干扰影响

势。在高速船中，兴波阻力占静水阻力的一大部分。对于三体船兴波阻力，三体船主体两侧的片体布局是关键。现今对三体船静水阻力的研究方法主要为试验模型方法和数值模拟分析方法。在试验研究方面，吴广怀等[1]进行了三类模型试验得出片体的横向与纵向距离能显著改变兴波阻力，甚至能决定三体船的最大航速。周广利[2]从事了大量试验得到剩余阻力系数走势不仅和侧体位置有关，而且还与航速密切相关。郦云和卢晓平[3]运用主片体均为Wigley船型的三体船进行了多种片体布局的船模试验，

海洋工程 2022年6期2022-12-15

深水密度层航行潜艇兴波尾迹分析

层流体中交界面处兴波尾迹，可为水下潜艇非声探测及运动反演提供重要的参考[2]，具有十分重要的意义。自19世纪末Kelvin提出“Kelvin”船行波以来，航行体自由面兴波问题一直是水动力学领域内的经典问题，国内外对于静水面上兴波尾迹的研究已经较为完善[3-5]。近年来以此为基础，运动物体在分层流体中激发内波的现象已成为国内外的研究热点。内波常被分为两类，一是体积效应内波(即Lee波[6])，另一类是湍流尾迹效应内波[7]。对于体积效应内波，Long等[8-

哈尔滨工业大学学报 2022年1期2022-12-13

潜浮式无人船多工况阻力试验与数值模拟研究

，大大减小船体的兴波阻力[3]，避免了波浪对主船体砰击造成的船体结构损伤等问题。文献[4]提出了一种主船体加翼型浮箱的半潜式无人航行器设计，并通过CFD 方法进行了数值模拟，分析了船型优化的问题。该半潜式无人航行器翼型浮箱顶部露出水面，安装通讯导航设备，并为船体提供储备浮力和恢复力矩。潜浮式无人船是基于半潜式无人航行器的原理开发的一种高性能新概念船型，具有跨潜深航行的能力[5]。在水面低速航行时，能减少水下航行时大湿表面积引起的较大的摩擦阻力；当海况恶劣时

船舶力学 2022年11期2022-12-01

基于样本船的兴波阻力智能预报方法

重要。目前以减小兴波阻力性能为优化目标的船型设计问题较多，而船体曲面变形技术和兴波阻力预报技术为近似模型训练提供样本数据，随着计算机和人工智能技术的迅速发展，构建基于样本船型的兴波阻力高精度近似计算模型来解决优化过程中的海量计算具有重要研究意义。船体曲面变形技术需要解决的是如何以较少的设计变量对船体曲面进行变换，本文根据自主开发的NURBS技术[1]，采用改进平移法和自由变形技术对船体曲面进行修改生成海量的船型样本方案。船体兴波阻力快速预报可以通过求解定常

船舶力学 2022年8期2022-08-17

船体兴波阻力快速预报方法研究

150001船体兴波阻力快速预报是船型优化设计方法研究的关键技术之一，它可以通过求解定常兴波问题得到。现在主流的船舶兴波阻力预报的理论方法有基于势流理论的Rankine源面元法（Dawson法）、Neumann-Michell （NM）理论[1-4]和考虑黏性的计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术。CFD方法由于求解Navier-Stokes方程需要数小时或更长时间，其适用于评估设计，很难满足船型优化高效的

应用科技 2022年3期2022-07-06

分层流中潜艇加减速对尾迹特征特性的影响

航行诱发的水动力兴波与海表波相互作用，在未来的潜艇非声学探测领域有重要的学术与工程研究意义。目前关于潜艇尾迹特性的理论、数值模拟及试验研究，几乎均假设潜艇作匀速定深航行运动，对非定常与潜艇机动运动方面的研究极少。本文将运用CFD 技术，对强分层海洋环境下潜艇非定常机动模式对海表及内部流场的影响进行定量分析，研究潜艇运动状态及加速度大小对其隐身性能的影响，为潜艇非声学探测技术以及潜艇运动状态推演提供相关理论依据。1 理论模型针对不同时刻、不同空间上的各物理量

中国舰船研究 2022年3期2022-07-05

高速船舶减阻水翼附体数值计算分析

要包括摩擦阻力、兴波阻力和黏压阻力3 类，而高速船舶的兴波阻力占总阻力的百分比可达50%以上。因此，对高速船舶而言，降低其航行阻力的重点在于减小兴波阻力。减小兴波阻力的主要技术有船型优化技术、球鼻艏技术和消波水翼技术等。在船型优化方面，钱建魁等[1]基于iSight 多学科优化平台建立了一套基于CFD 的船型优化系统，并对某一母型船进行了船型优化，结果显示所得优化船型的兴波阻力下降了5.97%，总阻力减小了9.42%；刘鑫旺等[2]基于自主开发的船型优化设

中国舰船研究 2022年3期2022-07-05

基于CFD 的带附体KCS 船在波浪中的阻力及纵摇优化

体在高雷诺数下的兴波状况，降低了船体艏部兴波高度，进而通过减小船体兴波阻力降低了船体总阻力，且降幅达8%。Wang 等[7]运用CFD 方法对不同工况下在船体艉部添加艉部襟翼的双体船的阻力、纵摇及垂荡进行了计算，最终双体船在添加艉部襟翼后其阻力、纵摇及垂荡均得到了一定程度的优化。对于存在多种附体的自主式水下航行器（AUV），附体的排布位置将会对其航行性能产生巨大影响，为此，Wang 等[8]通过改变AUV 附体的排布位置，完成了AUV 的水动力性能优化。陆

中国舰船研究 2022年2期2022-04-26

基于Friendship的高速客船特征参数灵敏度分析

流体计算软件进行兴波阻力的计算，将结果与船模试验结果进行对比，以验证计算的可靠性。对所建的高速客船模型，根据设计经验选取艏部特征参数及其变化范围，然后通过Sobol算法使变量在设计空间生成均匀的设计方案，并利用SHIPFLOW对所生成的若干个设计方案进行兴波阻力计算，最后对计算结果进行分析，从而得出各特征参数的灵敏度大小。1 船体型线全参数化建模和模型网格划分应用Friendship软件完成某高速客船全参数化建模，应用SHIPFLOW软件中自带网格划分功能

造船技术 2022年1期2022-03-08

基于径向基函数的双体风电运维船型线和片体间距优化

首靠泊方便、船体兴波阻力和形状阻力相对较小、抗风能力相对较强，能够使维护工作在海上风电场中正常运行。但同时也面临一些问题，海上风电场主要集中在沿海，运维船应具有优良的航行性能，尤其是对快速性往往有较高的要求。因此，针对双体船进行型线优化设计，改善其阻力性能，对其进行操纵性计算分析具有重要意义和应用价值[2]。双体船阻力性能方面的研究有：汪诚仪[3]对具有不同排水量长度系数和片体间距比的高速双体船模型进行阻力试验，发现对于给定的高速双体船，当弗劳德数Fr超过

中国海洋平台 2022年1期2022-03-08

基于CFD的三体船侧体布局优化

主体与侧体之间的兴波干扰复杂，对总阻力有较大的影响。如果侧体相对于主体的横向位置和纵向位置布置得当，有可能大幅减小兴波阻力，进而减小总阻力。目前，国内外对三体船侧体布局优化的研究、模型试验和数值模拟大多采用枚举法。枚举法虽可得到不同侧体布局下阻力性能的变化规律，但无法确定某航速下最优的侧体布局。PALMER等[1]结合一种改进的粒子群优化算法对三体船侧体位置进行优化，探讨阻力最小时所对应的侧体位置。MYNARD[2]采用三维 Rankine 源面元法系统地

造船技术 2021年5期2021-10-28

深水密度层航行潜艇兴波阻力的影响分析

的能量以潜艇遭受兴波阻力的形式展示出来。兴波阻力为剩余阻力的主要成分，而快速性是潜艇设计、航行过程中着重需要考虑的性能。故研究潜艇在密度分层流这一特殊海况下航行时的受力特性具有十分重要的意义。针对密度分层流中航行体的受力特性，各国学者进行了大量研究。Ekman[2]研究了由密度分层造成的“死水”现象，该现象在Grue[3]的研究中得到了进一步证实。此外，Hudimac等[4]建立了用于求解薄船表面波及内波兴波阻力的公式。Motygin[5]基于势流理论探讨

哈尔滨工程大学学报 2021年9期2021-10-13

密度分层流中浅航艇兴波尾迹分析

国内外对自由液面兴波尾迹的研究已较为完善[2-7]，但对水下潜艇运动引起的水力特征尾迹，尤其是对密度分层流中兴波尾迹特征的研究尚不充分。针对运动物体在均匀流及分层流体中激发尾迹的现象，理论方面，Maxworthy[8]和Lee等[9]对内波生成机理进行了研究；Hudimac等[10]研究了无限水深密度分层流中以固定速度及深度航行的简单源模型。 Yeung[11]通过求解Green函数，讨论了运动潜体产生的表面波模式及内波模式。数值方面，Gou[12]等采

哈尔滨工业大学学报 2021年7期2021-06-15

基于质量源法的全垫升气垫船兴波模拟研究

力绝大部分来自于兴波阻力，探究气垫面兴波的实质及与一般排水型船舶的异同，厘清其与航速、主尺度、气垫压力、喷气流量等参数之间的关系，建立求解兴波阻力的方法，对于气垫船快速性优化、及后续围裙动力学和气垫空气动力学[2]的研究具有重要意义。研究气垫船兴波问题的方法主要有3大类：模型试验、理论方法及数值方法[3]。Newman等[4]提出了气垫做匀速直线运动的兴波阻力计算方法，将气垫简化为一个作用在水面上的压力面，面上压力分布均匀，并给出了相应工况下的兴波阻力系数

哈尔滨工程大学学报 2021年2期2021-03-16

附体对分层流中潜艇水动力特性的影响

究[2-4]。在兴波尾迹研究方面，Yeung等[5]通过求解Green函数，探讨了运动潜体产生的表面波模式及内波模式对自由液面和界面处兴波的影响；赵先奇等[6]对细长体在三层流体中运动生成内波的问题进行了模型实验研究；Chang等[7]研究了双层流中航行潜艇的尾迹特性；Chomaz等[8]研究了分层流体中球体的近场尾流情况。在分层流中物体受力研究方面，Motygin等[9]基于势流理论探讨了二维物体分别在上层、下层流体中运动所产生的波浪阻力公式；Grue[

兵工学报 2021年1期2021-03-16

超大型双艉鳍集装箱船球艏参数化设计

减小艉部的黏压和兴波阻力，提高螺旋桨盘面处的伴流，因此对集装箱船采用双艉鳍船型设计，以满足上述要求。在传统的船舶型线优化中，通常采用母型船变换等方法，通过分站式的剖面型线表达船体型线。这种优化方法无法直接反映船舶的特征参数和特征线。在参数化优化方法中，参数化模型以特征参数和特征线为基础，能实现船型的快速生成和修改（见图1）。特征参数和特征线的选取和建模是整个船型参数化设计中最重要的环节，直接影响参数化模型的设计质量。图1 参数化建模流程国内外学者针对参数化

船舶与海洋工程 2020年6期2021-01-13

多船编队航行减阻可行性分析

航速下，多艘船的兴波可能产生有利干涉而形成减阻，这与多体船“消波减阻”的原理类似[3]；二是前方船对来流形成一定的遮挡效应，可一定程度减小后船面临的来流速度。通过数值分析和阻力预报，能够对编队航行船舶的相互位置布局提供一定的指导，从而实现合理的船间布局，达成节能阻力的目的。本文采用基于Dawson法的2阶面源法对4艘Wigley船的不同布局形式进行兴波阻力计算与分析，归纳兴波阻力与各船相互位置的变化规律，分析有利干涉情况，探索多船编组航行减阻的机理。1 计

舰船科学技术 2020年9期2020-10-31

散货船纵倾减阻及其成因分析

算不同纵倾下船舶兴波阻力系数以及总阻力系数，应用三维面元法计算规则波中的波浪增阻，并针对实海域进行了増阻预报，得出一定的尾倾能减小兴波阻力和总阻力的结论。本文运用计算流体力学方法求解180000DWT散货船在设计状态不同纵倾角下阻力值和流场信息，通过模型试验验证阻力计算的准确性，并比较同纵倾状态下阻力值，得到船舶设计状态的阻力最佳纵倾。进一步计算出模型对应状态兴波阻力，通过各个阻力成分流场细节的分析和比较，得到了船舶纵倾优化过程中阻力变化的主导因素。1 研

舰船科学技术 2020年3期2020-04-22

基于阻力分析的穿浪双体船船型设计及优化

型的波幅函数；在兴波阻力和波形数值计算方面，马健等[6-7]提出了基于面元法的势流计算方法；张晓阳等[8]利用Michell 积分的复积分形式对兴波阻力和片体干扰进行数值计算，并进行船模实验数据对比，这些研究成果为本文的阻力计算和兴波干扰因子的确定提供有力支撑。本文提出一种基于阻力性能分析的穿浪双体船优化设计分析方法，通过选用不同的片体间距比k/b，选择一个最合适的k/b 值，使兴波干扰始终处于有利条件，兴波阻力随航速的增大而逐渐减小。在此基础上选择适当的

舰船科学技术 2019年7期2019-08-16

穿浪双体船的阻力分析与船型优化

双体船片体间存在兴波干扰和黏性干扰两种干扰阻力。双体船在静水中航行时受到的阻力必须考虑干扰阻力[5]，这样总阻力可以表达为：Rt=Rf+Rr+ΔRΔR=ΔRW+ΔRv(1)其中：Rt为总阻力；Rf为摩擦阻力；Rr为剩余阻力；ΔR为片体间干扰阻力；ΔRw为兴波干扰阻力；ΔRv为黏性干扰阻力。双体船的总阻力系数可以表达为：Ctcat=(1+βk)Cf+τCw(2)式中：Ctcat为总阻力系数；Cf为摩擦阻力系数，按ITTC-1957公式为：Cf=0.075/(

武汉船舶职业技术学院学报 2019年1期2019-07-10

CATIA二次开发实现全垫升气垫船性能计算结果的可视化

状态下的高压气垫兴波较复杂，造成的侧向力、摇首力矩等会影响船的姿态［5］。编程实现了兴波波形及围裙下部手指触水情况的可视化，便于求取斜航时兴波对阻力、侧向力、摇首力矩以及船垫态纵、横倾角的影响。气垫船在波浪中航行时，高压充气围裙内部不同位置处的囊压、垫压变动较大，可实现测得压力的空间分布及时历变化情况的可视化。1 破舱稳性计算结果的可视化1.1 船体浮箱舱室划分众多美国正在研制替代LCAC的新一代气垫登陆艇——SSC（Ship-to-shore Conne

船舶 2019年3期2019-07-05

小水线面三体船与细长型三体船剩余阻力对比分析

体布局位置导致的兴波干扰会对剩余阻力产生显著影响。合理布置侧体位置，以产生有利的兴波干扰，降低剩余阻力，是提高TriSWACH快速性的重要手段。在国外，Boulgy［11］和Smith［12］分别针对小水线面三体反潜护卫舰和小水线面三体近海巡逻艇进行了概念设计。McDonald等［13］对 TriSWACH 侧体舷侧内倾角在15°～40°范围内的阻力变化规律予以了研究。在国内，顾敏童等［6］通过模型试验，研究了潜体横剖面为椭圆形的TriSWACH的总阻力特

中国舰船研究 2019年2期2019-04-20

非对称双体船布局优选研究

内必然存在不利的兴波干扰。而且双体船无法对 2 个片体之间的兴波干扰进行有效灵活的调节；三体船虽然可以利用片体错位进行调节但是其宽度过大加大了建造难度且航道会有所限制。所以既不会太宽而又可以通过主、侧体相互错位调节兴波的非对称双体船具有非常良好的发展前景。对于非对称双体船船型，目前国内建造了一艘实船，如图1中的Asian Lady号。理论研究方面，贾静蓓等[2]对非对称双体船的初稳性公式进行推导，并编制程序计算了非对称双体船各船型参数对稳性高GM的影响；黄

舰船科学技术 2018年6期2018-07-02

全垫升气垫船高速侧滑后行为的理论与试验研究

气垫船因气垫压力兴波而存在两个阻力峰，越出第一阻力峰后，船依靠气垫围裙系统基本悬浮在运行表面之上，由导管空气螺旋桨提供推进力而高速航行，依靠桨后空气舵来操控航向，美国气垫登陆艇（LCAC）还有首推器提供部分推力及航向操控力［2］。气垫船越出阻力峰高速航行时，仅有围裙下部手指末端与运行表面接触，故阻尼很小。若打舵过大或回转率过高，船会发生甩尾侧滑；若缺乏横向运动控制手段，船易发生大角度侧滑。由于横向阻力大，横向速度会快速衰减。当侧滑速度达到一定值时，横向气垫

船舶 2018年3期2018-06-27

电磁力控制潜艇近水面兴波绕流流场的数值研究

会产生复杂的水面兴波，兴波的存在导致潜艇的阻力大大增加，同时稳定性变差。随着潜艇作战范围的不断扩展，近水面航行性能也需要关注，例如在复杂海况下，潜艇的稳定性受到波浪力的干扰会变差；潜艇潜射导弹时，需要上浮到近水面保持低速稳定航行。对于水面舰船的兴波问题研究已有百余年历史，早在19世纪八十年代，Kelvin就对静水中的压力点源兴波进行了研究，后来基于Havelock源和Rankine源的格林函数求解得到了广泛应用并且不断发展，同时运用数值仿真方法使得兴波问题

船舶力学 2018年4期2018-04-25

基于Rankine源和Kelvin源格林函数求解兴波阻力的复合算法

n源格林函数求解兴波阻力的复合算法李井煜，卢晓平海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033［目的］运用边界元法计算船舶兴波阻力基本上是先求解船体附近的速度分布，然后采用伯努利方程进行压力积分，其计算过程复杂，且误差非常大。［方法］提出一种可快速计算船舶兴波阻力的复合算法，利用Rankine源格林函数求解船体表面源强，结合Lagally定理进行受力计算，并基于Kelvin源格林函数求解船舶兴波阻力。运用该算法对Wigley船的兴波阻力进行计算。［结果］计算

中国舰船研究 2017年6期2017-12-13

三体船舶阻力及航态预报方法

据计算所得的船侧兴波，对不同航行姿态下的湿表面积进行计算，提高总阻力预报的精度。以三体Wigley船型为例，将理论计算结果和试验值及商业软件参考值进行对比。证明了理论预报方法的可行性与有效性，改进后的数值方法结果准确，可很好地避免自由面的震荡。三体船；Dawson方法；兴波阻力；航行姿态；湿表面积目前对于三体船型阻力的预报方法主要分为粘流理论以及势流2种。粘流理论主要通过一些商用软件(CFX、Fluent等)直接对总阻力进行计算，但是并未对兴波阻力的产生机

船海工程 2017年4期2017-08-09

潜艇近水面航行兴波特征研究

)潜艇近水面航行兴波特征研究邱云明1，邓锐2(1. 镇江船艇学院，江苏镇江 212003；2. 哈尔滨工程大学多体船技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨 150001)潜艇作为一种水下航行器，其近水面运动时产生的绕流场远比无界直航运动时要复杂得多，其近水面航行时对自由液面的影响不容忽视。本文采用粘性流体力学计算方法，对 SUBOFF 潜艇近水面航行时的粘性绕流场进行模拟，对自由液面的兴波进行计算，并对波形特点进行深入分析。通过本文的研究，得到潜艇近

舰船科学技术 2016年12期2017-01-16

基于圆球型球鼻艏构型的兴波阻力减阻特性分析

球型球鼻艏构型的兴波阻力减阻特性分析张文山，卢晓平海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033球鼻艏减阻的机理至今尚未完全清晰，开展基于圆球型球鼻艏构型对兴波阻力影响机理的研究，对揭示球鼻艏的减阻机理，充分发挥球鼻艏对水面舰船的消波减阻效果具有基础性的重要意义。针对DTMB 5415船型，利用CFD计算软件STAR-CCM，分析前伸出球鼻艏主要构型参数对兴波阻力的影响及其机制。设置几组前伸出球鼻艏，其主要构型参数的前伸量与半径各异，结合采用已知试验数据和C

中国舰船研究 2017年1期2017-01-11

“重大建设项目成就了我”——访上海建工一建集团工程总监赵兴波

建集团工程总监赵兴波两次启明星活动引出的采访确定采访赵兴波(上图)源于两次启明星活动，一次是在2010级启明星的聚会，尽管只有20多人到场，但随后创建的2010级启明星微信群人气很旺，来自上海建工旗下一建集团工程总监的赵兴波是这些活动的策划者、组织者之一；前不久，启明星理事会傅国庆常务副理事长在微信群里提议，请兴波安排一次到即将建成的上海中心的参观活动，没有几天兴波就作了安排。参与的启明星们齐赞过瘾，微信上发布的照片、感言引得好多未能参与的启明星心里痒痒，

世界科学 2015年3期2015-12-02

基于DAWSON法小水线面双体船模型兴波阻力及浮态预报

水线面双体船模型兴波阻力及浮态预报范井峰1李云波2（1.海军驻上海地区舰艇设计研究军事代表室 上海 200011；2.哈尔滨工程大学 哈尔滨 150001）针对小水线面双体船型，基于Dawson法，通过船体局部网格快速划分迭代求解船体模型在不同航速下的兴波阻力、纵倾、升沉以及不同航态下的湿表面面积变化，并给出预报结果与模型试验结果的对比。DAWSON法；小水线面双体船；兴波阻力；纵倾；升沉引 言小水线面双体船（SWATH）优秀的耐波性能已经得到业内共识。例

船舶 2015年6期2015-11-17

基于响应面的渔船球鼻艏参数分析及多航速自动优化

化可以有效降低其兴波阻力。通过一种改造型值的球鼻艏变换方法，由球鼻艏的长度、宽度、高度及尖点高度参数直接生成用于CFD计算的船体型值，可以快速探讨球鼻艏对兴波阻力的影响。兴波阻力的计算采用Rankine源势流理论，运用试验设计方法生成球鼻艏参数对兴波阻力影响的响应面模型。该模型表明，各参数的影响是复杂且耦合的，难以呈现单调的规律性，且在不同航速下其影响规律也有差异。优化球鼻艏的过程选用结合响应面的快速优化方法，通过优化，发现传统的对单一设计航速的优化可能会

中国舰船研究 2015年4期2015-09-01

基于船舶兴波能量守恒的形状因子算法

024）基于船舶兴波能量守恒的形状因子算法王文华，顾溟宇，王言英（大连理工大学船舶工程学院，辽宁大连，116024）为了拓展传统的根据船模阻力试验数据确定形状因子计算方法的适用测量速度范围，文章提出了基于船舶兴波能量守恒的形状因子计算方法。该算法以兴波阻力系数的理论近似表达式取代ITTC（1978）方法的兴波阻力系数近似表达式，采用梯度下降最优算法对船模阻力试验数据进行数值拟合计算求得形状因子。以4250 TEU集装箱船作为算例，将文中算法同传统的普鲁哈斯

船舶力学 2015年5期2015-04-26

基于Maxsurf球鼻艏型线的船舶减阻方法

，首先计算原船的兴波阻力系数和有效功率，并将计算结果和船模试验值相比较，结果表明该方法和试验值较为接近；接着计算三种不同球鼻艏的船的兴波阻力系数和有效功率。结果表明适当增加球鼻艏的宽度可以减小船舶的兴波阻力，提高船舶有效功率，进而提高了船舶的快速性。渔政船；球鼻艏；相对宽度；有效功率；兴波阻力0 引言随着船舶行业的发展，球鼻艏广泛用在船舶建造中，其作用主要是减小船的兴波阻力，提高船的有效功率，从而达到高效率、节能的优点。球鼻艏形式有多种，例如：常规型、水滴

船舶标准化工程师 2014年6期2014-07-18

双体船干扰阻力计算研究

身艏艉波系之间的兴波干扰外，双体船的两个片体之间的波系干扰导致复杂的兴波波形。片体间的兴波干扰主要是散波干扰，因而其阻力特性比单体船要复杂得多[2-4]。合理地估算干扰阻力、选取最佳的片体间距、适当地调整船体尺度、型线曲率，对船舶阻力性能计算乃至实船设计具有重要意义。针对双体船片体间距对阻力性能的影响，采用雷诺时均N-S方程法，使用成熟的CFD方法进行研究分析[5]，辅助方法为薄船理论、二维半理论和相似图谱分析法等[6-7]。对船舶兴波阻力的计算与预报，可

船海工程 2014年2期2014-06-27

细长体出水过程中阻尼系数变化分析

中黏性阻尼系数和兴波阻尼系数的变化，采用弹性体振动理论和流体势流理论相结合的方式对其进行研究.对于黏性阻尼项，建立简化的涡激振动模型，将涡激振动的阻力和升力项考虑到结构振动方程中，获得考虑涡激振动后的阻尼系数增量.对于兴波阻尼项，采用时域格林函数法，首先计算规则球体振动问题，并将计算结果与相关文献对比，发现二者吻合良好.在验证算法的基础上，采用细长体模型，分别计算不同振动频率和不同出水高度对于兴波阻尼系数的影响.计算结果表明：涡激振动引起的黏性阻尼增量随着

哈尔滨工业大学学报 2014年11期2014-06-24

高密度中低速全垫升气垫船越峰问题的探讨与实践

阻力；Rw为气垫兴波阻力；Rs为围裙湿水阻力与围裙兴波阻力。风浪中阻力增量为由风速Vb引起的型阻力增量垫升气流动量阻力增量与风浪引起的围裙湿水阻力增量典型全垫升气垫船各阻力成分见图1。图1 典型气垫船的阻力成分影响全垫升气垫船阻力的主要参数有［2］：气垫密度不仅对阻力而且对气垫船的稳性和耐波性等总体性能影响都很大，高气垫密度一般都会导致较差的总体性能，在设计气垫船时应尽量将其设计为低气垫密度。一般将的气垫船称为低密度艇，而的则称为高密度艇。对于不同用途的

船舶 2014年2期2014-01-04

高速方尾船兴波阻力的一种理论预报方法

高速船阻力成分中兴波阻力占的比重较大，且在兴波阻力研究方面做过大量的实验，有一定的实验数据基础，理论研究结果易与实验比较，故对高速船的兴波阻力研究也十分活跃。Molland 等［1-2］对带有方尾的高速双体船开展了大量的理论研究，同时完成了NPL 系列船型的兴波阻力实验工作。Tarafdera 和Suzuki［3］基于势流的边界元法对双体船的非线性兴波问题进行了研究，考虑了两片体之间的侧向力。尹巍和高高［4］基于非均匀有理B 样条的广义高阶面元法，采用数值

舰船科学技术 2013年4期2013-12-02

穿梭艇艏部特征分析及优化

其他高速船类似，兴波阻力在总阻力中占了非常大的比例，因此，兴波阻力对于穿梭船同样是一个不可或缺的考虑方面。有研究表明［3］，在一定的弗洛德数(Fn)范围内，兴波阻力对船型的变化相当敏感，适当修改船体型线可使兴波阻力明显降低，而艏部线型是影响兴波阻力的重点。因此将探讨这种船型艏部型线及其水动力特征。从快速性角度看，艏部几何特征主要表现为横剖面形状特征和其相应的水线形状。设计水线的形状特征和横剖面形状特征密切相关，设计水线确定后，很大程度上已经决定了横剖面形状

海洋工程 2013年6期2013-10-13

高速巡逻艇阻力预报及船型优化研究

展，由于高速船型兴波阻力占有很大的比例、且船体较瘦长，采用基于薄船理论的Michell积分法可望快速得到其兴波阻力[2]。本文采用改进的Michell积分法来预报某巡逻艇的兴波阻力，并采用非线性规划法来研究最小兴波阻力船型的设计，以便在短时间内获得性能优良的改良船型，从而验证该方法的有效性。1 兴波阻力数学模型图1 坐标系取固定在船体上的笛卡儿坐标系，坐标原点取在未扰动自由面上的船舯位置，船以速度U逆着来流运动，x轴沿着均匀来流指向船尾，z轴垂直向上，y轴

船舶与海洋工程 2013年2期2013-09-27

影响潜航体水面兴波因素分析

起海面扰动形成的兴波的五种影响因素展开讨论，试图揭开海面兴波的波形、波幅和波长产生的根源及量级，以及这些参数是如何对SAR 系统进行调制并影响SAR 对海面特征进行聚焦成像的，以此为设计潜航体SAR探测系统或为水下潜航体选择最佳隐蔽策略提供参考。1 潜航体水面兴波潜航体在海水中航行，因自身前行“劈波斩浪”和推进系统搅动海水，会向周围海水不断的传递能量，这些能量会以不同的方式向周围海水扩散，从而在海洋中产生四种尾迹:内波尾迹、湍流尾迹、涡流尾迹和海面兴波尾迹

中国电子科学研究院学报 2013年1期2013-06-10

高速三体船片体构型数学表达和兴波阻力计算

体构型数学表达和兴波阻力计算卢晓平，王 鹏，詹金林海军工程大学舰船工程系，湖北武汉 430033高速三体船以其优良的减阻性能、耐波性和稳性而具有广阔的军事和商业应用价值。尽管已有大型实船付诸应用，但高速三体船型的兴波阻力预报和减阻设计问题并未解决，而这又是高速三体船实际应用的重要环节。采用帐篷函数法进行高速三体船的片体构型设计，并据此计算各船型参数。将改进的线性兴波阻力数值算法应用于高速三体船的兴波阻力计算，根据模型试验结果，验证了计算方法的有效性。船舶阻

中国舰船研究 2013年1期2013-03-05

基于虚长度法的高速双体船兴波阻力预报

阻力成分中，由于兴波阻力占的比重较大，且在兴波阻力研究方面已做过大量实验，有一定的实验数据基础，其理论研究结果易与实验结果比较，因而有关高速双体船的兴波阻力研究也十分活跃。Couser 等［1-2］对带有方尾的高速双体船开展了大量理论研究，同时完成了NPL 系列船型的兴波阻力实验工作。Tarafder 和Suzuki［3］基于势流的边界元法，对双体船的非线性兴波问题进行了研究，考虑了两片体之间的侧向力。尹巍和高高［4］基于非均匀有理B 样条的广义高阶面元法

中国舰船研究 2013年2期2013-02-07

撞角球鼻艏形式和参数变化对阻力影响的研究

鼻艏的参数变化对兴波阻力的影响，并提出了一些可用于指导球鼻艏设计的结论。2 球鼻艏形式对阻力影响的分析2.1 球鼻艏形式分析本文主要分析水滴形球鼻艏、上翘球鼻艏和撞角球鼻艏这3种球鼻艏形式。水滴形球鼻艏主要是为了满足布置需求，其减阻效果并不明显。水滴形球鼻艏的外形类似于水滴（图1），其首端与首垂线之间的距离较小，垂向中心的高度与设计吃水间的比值也较小。上翘球鼻艏是一种能取得较好减阻效果的球鼻艏（图2），其特点为：1）球鼻艏首端与首垂线之间的距离大于2%设计

中国舰船研究 2012年1期2012-11-09

潜器模型水下自航试验分析方法探讨

能够做到完全避免兴波干扰是最为理想的情况，此时几何相似的潜器只要保证雷诺数Rn和进速系数Jb相等就能做到完全动力相似，虽然在深浸水试验系统（相对潜深h/L～1.0）中[2]，傅氏数Fn的影响可忽略不计，但保证雷诺数Rn相等仍然是很困难的，这将导致船模速度过高而难以实现，物理量过大而无法测量，因此水下试验通常要求雷诺数超过临界值。若雷诺数过低，则由于模型流动状态与实船不同，试验结果无实用价值。对于水下阻力试验，我们要求船体长度雷诺数Rnhull>（1.0～2

船舶力学 2012年4期2012-09-22

基于SH IPFLOW软件的方尾舰船阻力快速预报

软件的网格划分、兴波阻力计算方法和收敛准则等开展了较为深入的研究，并经过系列船型计算，得到了可用于修正SHIPFLOW计算结果的回归公式。本文将针对舰船方案设计阶段对阻力快速预报的需要，对SHIPFLOW软件用于水面舰船兴波阻力计算的设置、计算方法及结果判断等进行分析，同时，还将通过引入排挤厚度来修改船型型值，并等效计入粘性影响，从而提高舰船阻力预报精度。1 SH IPFLOW软件介绍SHIPFLOW软件对应不同的阻力成分，可采用不同的理论模型进行计算和分

中国舰船研究 2012年4期2012-09-20

船体艏部水动力性能优化

0提出一种以势流兴波阻力理论Rankine源方法为基础，结合SHIPFLOW软件为计算工具，利用CADCFD集成平台FRIENDSHIP－Framework软件进行变形优化，研究船舶的最小兴波阻力型线优化设计的方法，并考察了兴波优化得到的船型总阻力变化情况。在型线优化过程中，以兴波阻力系数为目标函数，排水量变化范围为约束条件，在Wigley船体前端增加一个利用Feature建模技术参数化生成的球艏并调整艏部型线使得船体表面光顺。选取球鼻艏形状的各项参数作为

中国舰船研究 2012年2期2012-07-19

三体船兴波问题的数值计算

型构造使三体船的兴波阻力小，两个侧体又能提供足够的稳性,连接桥具有提高总纵强度的功能，利于形成宽阔甲板面，该船型还具有优良的耐波性。三体船用作军船还有防护能力、破损稳性以及隐蔽性好等优点。尽管高速三体船与常规单体船相比也有制造工艺复杂、制造成本高的缺点，但性能方面的诸多优势使其应用前景广阔。三体船除单个片体自身首尾波系之间的兴波干扰外，其主体和两个侧体之间的波系干扰导致复杂的兴波波形，因而其阻力特性比单体船的要复杂得多。Zafer Elcin[1]采三维R

船舶力学 2012年8期2012-06-07

基于FLUENT的多体船阻力研究

以分为摩擦阻力、兴波阻力和粘压阻力，其中又以摩擦阻力和兴波阻力为主。一般采用相当1 双体船的阻力性能研究双体船的船型及水动力研究相对成熟，本文针对小水线面双体船（SWATCH）进行阻力计算，并与相关经验公式进行对比，以验证计算模型的合理性［2］。1.1 计算模型的建立本文的计算模型为SWATH数学船型。其水下片体由圆柱体平行中体、首尾两端各为半个椭圆球体的主体，以及垂直水面方向的等截面柱体支柱组成，如图1所示。图1 船型水下片体结构图1中各特征尺度见表1。

船舶 2012年5期2012-06-07

高速排水型船舶兴波波形与兴波阻力的试验与数值研究

的要求。高速船舶兴波波形与兴波阻力的试验与数值预报可为船舶的性能设计及高速船艉浪引起的环境问题的评估提供重要参考资料。Fr>0.4的排水型船舶大多采用方艉，而方艉型的船舶兴波的数值计算一直是船舶流体力学中的难题之一，困难主要在于方艉流动的数学模型、边界条件及其相关数值处理[1]。为了更好地了解高速排水型船舶的兴波特性并检验数值计算方法的可行性，本文在拖曳水池中对3种不同水深条件进行横排5个波高探头的纵切波形测量试验。1 试验设备、条件与方法实验在武汉理工大

船海工程 2012年5期2012-01-22

五体船兴波阻力线性理论计算与CFD数值模拟

30033五体船兴波阻力线性理论计算与CFD数值模拟段晔鑫1卢晓平2王 毅1何 磊21中国人民解放军镇江船艇学院，江苏镇江 2120032海军工程大学 船舶与动力学院，湖北 武汉 430033五体船是继当代三体船之后提出的又一种多体新船型，该新船型付诸实用前必须对其兴波特性和侧体布局减阻设计进行研究。根据五体船各片体的科钦函数线性叠加和坐标变换原理，提出了基于片体科钦函数展开的分项算法和基于片体科钦函数叠加的整体算法求解多体船兴波阻力，得出了单体船、三体船

中国舰船研究 2011年6期2011-06-07

基于势流理论的集装箱船型球首优化设计研究＊

024）基于势流兴波理论的Rankine源法是当前预报船舶兴波问题的主要手段，目前，国外的一些专家、学者已能够成功的运用该方法进行兴波阻力预报和船型优化，铃木和夫［1－2］采用该方法分别计算了Wigley数学船型、系列60船型和双体船的阻力性能，并将计算结果同模型试验相比较，验证了该方法的有效性；同时，铃木和夫又将该方法结合二次规划法对Wigley数学船型和系列60船型进行全船优化［3］，获得了令人满意的结果.我国的一些研究机构也取得了一定的成果，陈京普［

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2011年3期2011-02-27

小水线面双体船兴波阻力特性研究

sse的新细长船兴波阻力理论对斜支柱SWATH兴波阻力,但没有分析斜支柱倾角对SWATH船型兴兴波阻力的影响.本文利用线性兴波理论,采用数值计算方法对斜支柱SWATH兴波阻力性能进行研究,重点分析了支柱间距、支柱倾角对兴波阻力的影响,同时,将一部分结果与模型试验进行了对比分析,二者拟合比较好,也表明线性兴波计算方法,能够在斜支柱SWATH设计之初及模型试验之前,对船型进行初步分析研究,有助于减少设计费用,提高设计效率.1 小水线面双体船兴波阻力计算基本理论

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2010年1期2010-12-01

两船在静水中的兴波干扰数值计算

3两船在静水中的兴波干扰数值计算王小龙 毕 毅海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033使用VOF方法计算两排水量相当的船型在静水中兴波的水动力干扰,计算时采用两型值一样的Wigley船作为对象,湍流模式选择了RNG k-ε模型。在模拟计算时,变化两船的航速以及两船的间距,得到不同状态下的兴波波形。将得到的波形加以比较分析,进而得出兴波值最大的位置。低速时兴波最大值出现在距船首1/3船长左右的位置,高速时兴波最大值出现在距船首2/3船长左右的位置。将

中国舰船研究 2010年6期2010-07-07

非线性兴波数值方法在高速三体船侧体布局方案比较中的应用

0073）非线性兴波数值方法在高速三体船侧体布局方案比较中的应用王 中1，卢晓平1，王 玮2（1海军工程大学船舶与动力学院，武汉 430033；2海军装备研究院舰船所，北京 100073）为使三体船侧体布局方案阻力性能比较更加可靠，对单体船非线性自由面边界条件的兴波阻力预报程序进行改进，成功开发了考虑升沉和纵倾影响的三体船非线性兴波阻力预报程序，对15种侧体布局方案的Wigley三体船兴波阻力进行计算，并将其与线性薄船理论计算结果、线性自由面条件的Daws

船舶力学 2010年8期2010-06-07

三体船兴波阻力计算的自由面网格快速生成

e源方法计算船舶兴波阻力时,自由面网格的生成是一个必要步骤,也是一个关键步骤[1].近年来三体船成为国内外研究的热点[2-4].由于侧体的存在,自由面网格的划分比单体船更加复杂、繁琐.Dawson型方法自由面采用流线网格,三体船侧体附近的流线需要反复迭代计算、调整才能确定,费时费力;另外,更为合理的自由面条件不能完整地用流线的导数表示,如改进的Dawson法自由面条件,包括Rankine源方法各种阶次非线性自由面条件以及全非线性自由面条件.在这一类兴波阻力

哈尔滨工程大学学报 2010年2期2010-03-23

三体船兴波阻力计算方法比较及兴波干扰研究

50001三体船兴波阻力计算方法比较及兴波干扰研究刘昌明1李云波2李裕龙21中国舰船研究设计中心，湖北 武汉4300642哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨150001分别利用Noblesse细长船理论和薄船理论，以Wigley三体船为例计算傅汝德数在0.20～0.70范围内多个侧体布局下的兴波阻力，探讨三体船两个侧体间和3个侧体之间的兴波干扰，得到对三体船设计具有指导意义的结果。通过与试验结果比较表明，基于首阶近似，不考虑线积分项的Nobles

中国舰船研究 2009年5期2009-04-12

穿浪双体船片体间距优化

 言穿浪双体船的兴波附加干扰阻力与片体间距有关，片体间距决定了两个片体间散波交汇点的位置和横波的重合程度，对兴波阻力有很大影响。片体间波浪产生有力干扰与片体间距、航速有密切的关系，据此可以进行优化设计，选择设计航速下的最佳片体间距。一般穿浪双体船的片体间距比K/b=3.0～5.0，比常规双体船要大，片体间距的加大可以增加甲板面面积，增加横稳性，提高抗风能力。本文实现了一种基于面元法[1,2]的穿浪船兴波阻力和兴波波形的计算方法[3]，计算结果与模型试验的阻

中国舰船研究 2008年2期2008-04-24

大方形系数双尾船浅水下沉量与纵倾计算

吃水比的双尾船的兴波计算尚未见有关报道。数值计算法求船舶航行下沉量可由船舶浅水兴波问题(线性或非线性)计算得到，一般采用面元法计算。非线性兴波计算与线性计算相比可能有改善，但自身也存在着若干困难：辐射条件的准确满足；非线性迭代过程的稳定性和收敛性；强非线性问题计算的精度等。从实际船型兴波问题的数值研究看，大方形系数肥大船型的兴波计算使非线性计算面临颇为尴尬的结果：具有钝首的大方形系数船舶航速较低，而非线性计算一般在船长Fr稍大于0.20，至多0.25时即开

船海工程 2007年6期2007-01-28