高速排水型艇的静水阻力估算

本文介绍了应用回归分析方法估算高速排水型艇的阻力。为了用于初步设计阶段的阻力预报,根据船型参数对静水阻力性能影响的分析,认为F_N(或F_(N▽)),L/▽~1/3,x_B 和C_B 是比较重要的,因而把这些参数选作为回归参数。由38艘高速排水型艇的资料得出了湿面积系数公式,在95%情况下,估算所得与实际值相差在±2%之内。由回归分析所得剩余阻力系数C_R 和试验测量值之间的平均误差为5.84%～6.58%。当F_(N▽)>1.5(或F_N>0.65)时,该误差值将有所减小。     

尾板宽度对高速排水型艇的阻力和耐波性影响

不同尾板宽度的两种艇型的阻力和耐波性试验结果表明，高速排水型艇的尾板相对宽度ＢＴ／Ｂｘ对阻力和耐波性均有影响，ＢＴ／Ｂｘ值过小的艇，其剩余阻力系数明显增加。ＢＴ／Ｂｘ作为影响高速排水型艇航行性能的船型参数较之尾板相对面积ＡＴ／Ａｘ更恰当，综合阻力和耐波性试验结果，ＢＴ／Ｂｘ值取等于或略大于０．７５是适宜的。     

高速排水型艇的初始纵倾对阻力影响的试验研究

根据８条船模在不同初始状态下的试验结果，讨论了初始纵倾对阻力的影响．初始纵倾的选择主要取决于傅汝德数Ｆｒ．只有在较高Ｆｒ时，采用初始纵倾可望得到降阻效果．长度排水体积系数、纵向浮心位置和尾板相对宽度是影响初始纵倾减阻效果的参数．文中归纳不同艇型在初始尾倾为０．５°时的试验资料，给出了用这些参数表示的减阻表达式．     

首消波水翼对高速排水量艇航行性能影响的试验研究

在高速排水量艇(F_n=0.80左右)首部的适当位置安装消波水翼,可以有效地减小兴波阻力。上海交通大学船模试验池在有关单位的协作与支持下,曾对影响消波水翼减阻效果的各种参数进行了大量的模型试验研究。本文简要介绍交大水池的试验研究结果,并提出供实艇使用的有关参数的选择范围。试验结果表明:消波水翼与尾压浪板相配合,可使船模总阻力减少13～16%实艇试验证明,安装消波水翼后可提高航速3节左右,且使其在波浪中的适航性有所改善。     

高速无人艇纵向航行性能试验

针对水面无人艇纵向航行问题进行静水拖曳试验.采用有限体积法结合Shear Stress Transpor(SST)湍流模型,应用动网格技术对模型周围绕流场进行了数值模拟,计算裸船体阻力及航行姿态.将数值计算与试验值对比分析,结果表明两者变化趋势相一致,该方法在阻力计算方面具有较好的精度.探讨了重心纵向相对位置对无人艇纵向性能的影响,结果表明,重心位置前移会降低第一阻力峰值,有利于避免“海豚运动”,但同时会降低最高航速.     

高速排水型船的运动性能预报

给出一种基于高速细长体理论的预报高速排水型船在波浪上运动性能的数值方法。在高速细长体理论的定解条件中 ,自由面条件是三维的 ,而控制方程和物面条件则是二维的。采用时域自由面 Green函数将定解问题转化为物面上的积分方程 ,进而求解水动力系数和船舶运动方程。对NPL 系列单体船型的运动性能作了理论预报 ,并与实验结果和用切片法的理论预报结果作了比较。结果表明 ,高速细长体理论的预报结果与试验结果更为接近 ,而切片理论由于受到纯二维假定的限制 ,在高航速情况下 ,预报精度较差。     

压浪板对波浪中游艇航行的影响

通过建立数值拖曳水池,采用数值造波技术对游艇的迎浪航行进行仿真,并通过对裸艇体和带压浪板艇体在波浪中航行受力与运动的对比,研究安装压浪板对游艇的阻力、垂荡、纵摇的周期和幅度等方面的影响。     

AIS性能标准对船舶航行安全的影响

船舶自动识别系统(AIS)作为一种新型的船用助航设备在船舶避碰方面起到重要的作用,通过介绍AIS的发展过程与技术性能,分析因盲目信赖AIS可能带来的不安全因数,针对如何充分利用AIS的特性,提出维护水上交通安全的看法.     

纵浪中影响半潜船航行安全的因素及作用机理

针对载有重大件货物的半潜船在长波海浪中航行时具有发生参数横摇的风险,构建半潜船的运动模型,找出诱发半潜船参数横摇的关键因素.然后,运用变参数分析法定量计算分析波浪长度、波浪高度、初稳性高度和航速变化等关键因素对半潜船航行安全的影响程度及作用规律.最后,基于案例分析,获得半潜船不发生参数横摇时各关键因素取值区间.该问题的研究有利于推动半潜船稳性规范的完善与统一.     

车辙变形对多孔沥青路面排水性能的影响

为了明确多孔沥青路面发生车辙时,多孔沥青上面层的空隙率改变对其排水性能的影响。采用中国高速公路多孔沥青路面典型的层状体结构形式,首先根据车辙变形空间,提出空隙率变化率评价指标,并通过室内试验对多孔沥青路面的车辙变形与空隙率的关系进行观测;通过对实际路面的检测和有限元模拟,分析不同沥青层位对总体车辙深度的影响;最后,利用路表径流模型,分析车辙位置产生径流的条件。研究结果表明:空隙率衰减的比例与车辙变形量占原路面厚度的比例基本相当,车辙变形空间来自于空隙压缩及石料、砂浆流动;多孔沥青路面在长期使用过程中的车辙变形主要由上、中面层共同变形引起,多孔沥青上面层在经过早期压密阶段后,车辙变形稳定,总变形量较小;多孔沥青路面的竖向和横向渗透系数与空隙率成明显的线性关系,当空隙率低于15%时,渗透系数接近于0;车辙深度增加时,车辙位置能够承受的极限降雨强度逐渐降低,车道数增多,也会使最外侧车道右轮迹带位置的极限降雨强度承受能力降低;但是,即使多孔沥青路面产生10 mm以上车辙时,仍能满足承受大雨强度标准。该研究明确了车辙对多孔沥青路面排水性能的影响规律,并为多孔沥青路面车辙养护标准的确立提供了研究基础。     

艏柱对高速船顶浪中水动力性能影响

依托NPL 4b船型的实验数据,分别验证了基于STF切片理论和雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法计算程序的可信度.采用带尾端修正的STF切片法计算并分析了4种不同艏柱船型的高速船舶在顶浪、Froude数为0.8、遭遇频率为2~20rad/s条件下航行时的耐波性能,采用RANS方法得到在设计航速和波长为1.5倍船长的顶浪规则波中船舶运动的时历曲线,建立了顶浪规则波中,船体周围的兴波特性和船舶本身深沉、纵摇与船舶阻力(摩擦阻力和剩余阻力)的关系.同时,讨论了4种不同艏柱船型的水动力性能的优劣及其适用的对象船舶.结果表明,在高速航行中,NPL 4b母型船的摩擦阻力较小,斧头型艏船的兴波性能最佳,穿浪体型艏船在波浪中的总阻力最小.     

大风浪中船舶顺浪和斜顺浪航行的危险及对策

探讨了大风浪中顺浪航行的危险和产生这些危险的机理.从稳性降低的角度考虑,当船长与波长接近、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从尾淹和打横的角度考虑,当波长超过2倍船长、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从横摇的角度考虑,顺浪或者斜顺浪航行较顶浪或者斜顶浪航行更容易发生横谐摇.根据对危险的机理分析,并结合有关的理论研究成果和实际操船实践,提出了各种船舶顺浪和斜顺浪航行的操纵措施.     

沥青指标对排水性沥青混合料性能的影响

为了分析沥青指标对排水性沥青混合料路用性能的影响,采用4种有代表性的改性沥青作为排水性沥青混合料的胶结料成型排水性混合料试件进行耐久性、强度性能、高温稳定性以及表面功能特性研究,并将试验结果与沥青指标进行对比分析.研究结果表明:60℃绝对粘度越大,排水性沥青混合料的抗老化性能及高温稳定性越好;复数剪切粘度越大,排水性沥青混合料马歇尔稳定度越大;粘韧性越大,排水性沥青混合料的劈裂强度和抗压强度越高;胶结料类型对排水性沥青混合料表面功能特性影响较小.60℃绝对粘度、复数剪切粘度及粘韧性应该作为排水性沥青混合料胶结料选择的关键指标.     

沥青混凝土有效孔隙结构特征对排水性能的影响

本文对目标孔隙率3%的SMA-13,目标孔隙率6%、9%、12%的AM-13及目标孔隙率15%、18%、21%、24%的OGFC-13沥青混合料进行研究,通过室内试验及数字图像处理技术,提供一个较为准确的孔隙分析方法。通过CT扫描出不同沥青混合料的内部微观结构图,利用数字图像技术结合MATLAB软件对其进行二值化处理后,将结果进行三维重构并计算总孔隙率。对重构模型用区域生长函数计算连通孔隙率,并将模型与实验室计算所得总孔隙率、连通孔隙率与渗水系数进行分析,得出三者的函数关系。最后运用ABAQUS软件建立渗透仿真模型进行沥青路面排水模拟。结果发现SMA-13与AM-13只能应对中小降雨情况,当OGFC-13孔隙率为15%到21%时能够应对大雨情况,24%时也可以应对暴雨情况。     

热老化对排水性沥青混合料性能的影响

为了评价热老化对排水性沥青混合料性能的影响,分别采用SBS改性沥青、高黏沥青、聚酯纤维作为排水性沥青混合料的组成材料,在室内模拟长期老化试验的基础上,采用抗压强度和劈裂强度评价力学性能;采用浸水飞散试验评价水稳定性;采用约束试件温度应力试验评价低温性能。研究结果表明:热老化后的排水性沥青混合料强度略微增加;但其水稳定性和低温性能均明显变差;采取高黏沥青作为胶结料、掺加聚酯纤维的措施可以改善热老化对排水性沥青混合料性能的不利影响,从而提高排水性路面的耐久性。     

船在随浪航行时的稳性衡准

本文从船的稳性基本定义出发，应用运动稳定性理论的方法讨论了船在规则波上和不规则波上随浪航行时的稳性问题．提出了船在二维不规则波上随浪航行时稳性衡准公式文中归纳了稳性计算的步骤，推导了计算公式，并给出了两艘船的计算结果。     

空化器直径对超空泡航行器空泡性能的影响

为探索空化器直径对超空泡航行器受力性能和空泡性能的影响,针对具体超空泡航行器模型,建立计算流体力学(CFD)模拟数学模型,并进行了模拟分析.分析结果表明:航行器阻力系数随着空化数的增加,先缓慢线性增加到临界空化数,随后快速非线性增加;空化器直径越大,全空化状态下航行器的阻力系数、临界空化数和航行器在大空化数下的阻力系数越大,并且航行器产生空泡的能力越强.     

透水模板布几何参数对透排水性能的影响

为研究透水模板布(controlled permeability formwork liner,CPEL)透排水性能的影响因素,采用吸力平板仪、厚度测试仪等测试了不同压力下3种不同规格透水模板布的孔隙、厚度等几何参数.分析了孔隙累积分布曲线、孔隙率、压力及厚度的相互关系;结合CPFL水平和垂直渗透系数,深入探讨了CPFL孔隙分布、厚度和压力对透水模板布透排水性能的影响.并对交通运输部JT/T736-2009<混凝土工程用透水模板布>标准中厚度压缩比等指标提出了具体修改建议.研究表明:3种CPFL孔隙率和厚度均在32 kPa压力左右时趋于某一稳定值;CPFL透排水性能的内外部因素耦合作用明显.     

船舶斜浪航行生存概率预报的安全盆方法

针对首斜浪和尾斜浪中船舶航行安全盆的构造及生存概率的预报方法，采用安全盆方法预报随机海浪中船舶航行的生存概率，考虑阻尼和复原力矩的非线性及海浪的随机性，建立了船舶横摇运动的随机非线性微分方程，综合考虑船舶运动的瞬时状态、航速及航向角，采用简谐加速度方法在时域内求解横摇随机微分方程，构造船舶斜浪航行的安全盆并预报斜浪航行的生存概率．选取不同的初始条件、航速、航向角及随机波浪参数，在横摇初值平面上构造了一条长30．7m渔船的安全盆并计算了渔船的生存概率，分析和比较了在首斜浪和尾斜浪航行时，有义波高和航速对船舶安全盆和生存概率的影响．结果表明，船舶的倾覆是否发生，与航速、航向角及船舶瞬时运动状态密切相关，