标准船模拖曳水池自航试验不确定度分析

参考国际船模拖曳水池会议(ITTC,2017)推荐规程以及国家相关标准,对船模拖曳水池的自航试验进行不确定度分析.首先对船模自航试验流程进行了梳理,确定其不确定度来源;然后根据自航试验原理,提出了不同温度时试验数据换算的方法,对ITTC关于自航试验不确定度分析规程进行补充;其次在试验数据进行温度换算之后,计算了船模自航试验中桨模转速、推力、扭矩和强制力的不确定度,并进一步计算了相关自航因子的不确定度.分析结果表明:当名义温度15℃时,按照95%的置信水平,各自航点的转速的扩展不确定度小于0.4%,推力和扭矩的扩展不确定度均低于1.0%,推力减额的扩展不确定度低于5.5%,伴流分数的扩展不确定度低于1.1%.本试验的船模自航试验不确定度分析的方法和步骤可以作为其他水池试验的参考.     

IGBT-PWM直流调速系统在船模自航中的应用

介绍了船模自航试验中电机直流调速控制系统的主要工作原理、控制方式及试验效果.该系统采用IG-BT大功率器件作为开关元件,采用PWM控制方式.设计了基于ATmega128和CPLD的直流调速控制系统,包括IGBT的驱动与保护电路、正交编码器接口电路.通过引入不完全微分PID控制,在实验中较好地实现了船模电机速度的控制要求.     

第三代平头涡尾船型试验研究

给出了第三代平头涡尾船的型的船模型阻力，船模自航试验结果和实验船测速结果，通过试验分析，阐述了该代船型具有优异的推进性能对其机理作了探讨。     

第三代平头涡尾船型试验研究

给出了第三代平头涡尾船型的船模阻力、船模自航试验结果和实船测速结果,通过试验分析,阐述了该代船型具有优异的推进性能并对其机理作了探讨．讨论了伴流分数及推力减额系数对推进效率的作用．     

大型远洋货船最佳纵倾调整节能技术

对营运中排水量为五万吨级的寿光海轮，按不同的装载量进行了２０种组合方案的首尾不同吃水状态下的船模阻力及自航试验，得出各种排水量下的最佳纵倾值，制成图谱和图表，本船及同类船按最佳纵倾值进行配载航运，取得明显的节能效果，可节省主机功率６％。     

几何相似船模的试验研究

本文简要介绍上海交通大学船模试验池对于24000吨油轮五艘几何相似船模的阻力试验、敞水试验及自航试验的结果,根据试验结果分析得出的下列结论可供今后船模试验研究参考之用。1.在阻力换算中,形状因子法(三因次法)较传统的付汝德法(二因次法)更为合理。2.伴流分数有明显的尺度效应,随模型尺度的增加而下降。3.推力减额分数的尺度效应较小,当船模长度大于5米时可视力常数。4.相对旋转效率随模型尺度的减小而下降,当桨模直径大于120毫米和船模长度大于4米时方可忽略其尺度作用的影响。     

循环水槽的流速控制与检测系统

本文介绍循环水槽的流速控制与检测系统.该系统具有电机转达均匀,水流流速平稳,电压、电流变化小等特点.从而使循环水槽试验段的流场流速均匀与稳定,满足了流态观测和拍照、录相、伴流测试、螺旋浆敞水试验、船模阻力、船模操纵、船模自航及各种流体力学试验要求.随着水槽性能的不断提高,测试仪表和测试技术的不断完善,计算机技术的广泛应用,它将在水动力学的各种试验研究中发挥更大的作用.     

尖头蜗尾船型的线型设计和试验研究

本文阐述尖头蜗尾船型的线型设计与研究要点,通过对四条船模的阻力试验和自航试验结果、首尾浪高及假尾长度测量值的分析,确定了一种与蜗槽尾结合,阻力性能良好的首型。文中给出了Ⅲ号模操纵性试验的主要结果。     

大方形系数船型的试验研究及经济分析

本文讨论了大方形系数(C_B≥0.90)船型型线设计要点,给出了船模阻力及自航试验结果,并将大方形系数船型与常规2万吨级实船进行了经济性对比,揭示了大方形系数船型良好的经济性.     

单桨船螺旋桨安装位置确定

通过船模螺旋桨在3个不同安装位置的自航试验，探讨了螺旋桨位置对推进效率的影响，试验结果表明，选择合适的螺旋奖位置，有利于提高舵的整流作用，改善船后伴流分布，减小推力减额，从而提高推进效率，达到船舶节能的目的，作为一个典型试验的结果，在0.1D(D为螺旋桨直径）范围内移动螺旋桨，在航速上可获得3％－5％的增量，因此，在船舶设计中有必要重视螺旋桨安装位置的选择。     

"育鹏"轮斜航水动力数值计算及运动仿真

为了建立高精度船舶运动数学模型,以目前国内最大、最先进的大连海事大学教学实习船"育鹏"轮为研究对象,采用计算流体力学方法,分别对该船模压载状态下的直航运动和斜航运动水动力进行数值计算,将直航阻力系数计算结果与船模物理水池试验数据进行比较,验证了计算方法的可行性;对斜航水动力系数和力矩系数利用最小二乘法进行多项式拟合求取相关操纵性斜航水动力导数,代入"育鹏"轮六自由度运动数学模型中,用于预报和运动仿真.将部分仿真试验结果与实船海试数据进行对比,吻合较好,误差均在12%以内,验证了数学模型的正确性,提高了航海模拟器数学模型的精度.     

拖曳水池阻塞效应对不同船型影响数值研究

在进行变尺度船模系列试验、大尺度船模自航试验、几何相似船模尺度效应试验或者比较不同尺度水池的试验结果时,必然要遇到阻塞效应问题.在水池尺度较小、船模尺度相对较大时,阻塞效应尤其突出.阻塞效应混在各种分析结果中,影响结论的准确性,必须予以修正.采用计算流体力学(CFD)方法,通过改变计算域的大小来改变阻塞比,利用流体体积分数(VOF)方法捕捉船舶的自由液面,计及升沉和纵倾两个自由度,对两种船型进行了不同阻塞比、不同航速下的阻力数值计算,探究船型、水池宽度和深度与阻塞效应影响程度的关系,获得了阻塞效应的影响规律,并对拖曳水池的阻塞效应修正提出了合理化建议.     

液化天然气船浅水操舵的响应特性

通过仿真计算,研究了液化天然气（ＬＮＧ）船模在浅水中操舵的运动响应特性,得出了各种舵角下,定常回转直径船长比及１０°／１０°Ｚ形机动的应舵指数Ｔ′、转首指数Ｐ随水深吃水比的变化规律．计算中采用船速修正因子Ｋｖ及舵效修正因子Ｋｒ两项综合性的浅水修正．计算结果与有限的三种水深吃水比的自由自航船模操纵性试验结果相当吻合．     

激光船模轨迹仪误差分析和最佳工作区域研究

激光船模轨迹仪是自航船模航迹和二维姿态的激光自动测量系统。它是采用激光扫描测角和三角方法求出船模轨迹和姿态数据。由于测角系统的随机误差使所测船模上固定点的位置产生了偏差。本文着重分析一定概率下测角误差和船模位置偏差之间的关系,给出误差公式和一定区域上误差分析等精度曲线,最后讨论最佳工作区域问题。所得结果为激光船模轨迹仪的正确使用提供了依据。     

双桨蜗尾船型的推进性能

本文认为在计算蜗尾船的螺旋桨的水动力性能和分析船舶推进效率的诸成份时,必须计入来流的预旋转速才能得到合理的结果。为此,对双桨蜗尾船模的自航试验结果提出了新的分析方法。此外,文中还指出设计蜗尾船舶螺旋桨时,所采用的收到马力系数与常规方法应有所不同。     

基于随机衰减信号的耐波性谱分析

提出了一种新的基于随机衰减信号的谱分析方法以用于船模耐波性能分析.该方法通过求解随机衰减信号获得自相关函数,再经快速傅里叶变换计算波浪谱、运动谱以及响应幅算子.将该方法应用于某型船的船模耐波性分析,分别给出了自相关函数、自谱密度函数、频率响应幅算子的结果.通过与规则波试验结果和其他常规谱分析方法的结果比较,验证了新方法的准确有效性.     

喷水推进船模旋转叶轮流场的数值分析

为建立喷水推进船的自航试验模型,采用虚拟盘模型和重叠网格模型对装船后喷水推进器内的旋转叶轮进行数值计算,探讨了2种数值计算模型所得喷水推进船模船体的外流场及推进器流道内的轴向速度分布,并分析了喷水推进船模的流场特性.结果表明:2种模型的船体外流场计算结果基本一致,但两者的推进器内流场计算结果存在明显差别,且重叠网格模型的计算结果更接近真实叶轮状态;2种模型都能够模拟喷水推进船模内、外的流场特性,且对局部压力分布和船尾射流造成的兴波干扰效果的模拟结果均具有一致性.     

三峡绞滩递缆船舶型研究

阐述三峡绞滩递缆船的船型选择，型线设计和船模试验研究，给出了较高傅氏数（Ｆｒ〉０．４１）下尖首涡尾船型线设计的原理和方法，试验分析与实船航行表明本船具有良好的阻力与推进性能。     

三峡绞滩递缆船船型研究

阐述三峡绞滩递缆船的船型选择、型线设计和船模试验研究，给出了较高傅氏数 （Ｆｒ＞ ０．４１） 下尖首涡尾船型线设计的原理和方法，试验分析与实船航行表明本船具有良好的阻力与推进性能     

最优试验计划及在船模实验中的应用

给出了构成一维和多维船模实验计划和试验结果分析的最优化方法，可 以保证获得最小供试子样，以及得到精确稳定的船模性能参数同各自变量间 的最优数值关系．