球鼻首对渔船阻力和运动的影响

文章介绍了上海交大船舶流体力学研究室对渔船装球鼻首后的静水阻力,波浪中阻力和横摇、纵摇、升沉影响的船模试验结果。试验了船长为41米和44米的两艘渔船,分别在船体型线不变的情况下装 S—V 型球鼻首、水滴型球鼻首和普通首的静水和波浪中性能。船模试验在规则波中进行。给出了零速横摇,不同速度迎浪的纵摇、升沉和波浪中阻力增值的频率响应曲线。用 ITTC 两参数波谱预报有义波高2米、4米的实船性能。结果表明:在机器功率不变情况下球鼻首使静水航速增加0.1～0.2节,水滴型和 S—V 型球鼻首的效果差别不大。在4级浪时,球鼻首船较普通首的船有义横摇幅值减小9%左右。纵摇有义幅值较普通首小;而升沉则较普通首稍大。最后使球鼻首的船纵向运动较普通首缓和。球鼻首船的失速较普通首稍大,但它们在波浪中的航速差不多。     

8162型渔船节能船型及性能研究

以８１６２型双甲板拖网渔船为母型，分别改变其首型为球鼻艏，尾型为球艉，以具有球鼻艏和具有球艉，球鼻艏的船型分别与常规的母型进行阻力，自航和尾部伴流测量等试验比较。其结果表明，采用球鼻艏和球艉船型对降低船舶阻力，提高推进效率和改善尾部伴流分布均有明显的效果。     

一类低速船舶兴波阻力的数值研究

本文根据下潜源思想改进的Hess-Smith方法和有限水深慢船理论,编制了相应的船体势流和兴波阻力的计算程序.通过对球鼻首进行特殊处理,将该程序运用于一类低速船舶——某散货船母型及两种改型的波阻研究.结果表明本方法可很好地区分仅球鼻首有微小差别的母型及其改型的兴波性能,该类船舶在同一水深下的波阻变化规律与无限水深一致.最后选出一种较优船型进行了进一步研究,探讨了浅水效应.     

略减后体方形系数并加装球鼻首对肥大船阻力和推进的影响

略减后体方形系数,尤其在肥大船对阻力、推进和伴流分布会带来有益的影响,又从节能角度而言,肥大船加装球鼻首在国内外已获得广泛的应用。故略减后体方形系数并加装球鼻首可在排水量基本不变,以满足合同中要求的载重量的条件下使阻力和推进性能有明显改善。通过船模试验证实上述设想的实效性,是一种改进肥大船线型设计行之有效的途径,因而具有一定的实用参考价值。     

改进线性兴波阻力帐篷函数法及实船型线优化

针对线性兴波阻力帐篷函数法阻力计算及相应的船型优化方法不能反映实际船体对称面形状这一局限,提出一种定义在实际船体对称面上的船体曲面近似函数,将该船体曲面近似函数代入线性兴波阻力表达式,用该表达式与原帐篷函数法计算同一船型的兴波阻力系数,对比结果表明在多数速度区间内比后者更加接近试验结果.由此表达式建立以船体型值为变量的最小兴波阻力二次规划数学模型,此模型适用于任意给定的由曲线、折线围成的非矩形船体对称面区域,尤其适用于舰船前体及其球鼻首的优化.基于二次规划优化模型对仿DDG51船型进行一系列型线优化设计,在理论上获得了20%以上的兴波阻力减阻效果.     

基于FLUENT的拖网渔船球鼻艏形状减阻优化研究

船舶阻力预报是反映船舶安全性与快速性的关键指标.针对现有阻力计算方法存在的耗时长、精确度不够等问题,提出一种利用FLUENT数值模拟技术来实现的拖网渔船阻力预报的快速优化法.船舶球鼻艏对阻力性能具有非常大的影响,应用参数设计法可生成一系列球鼻艏的型线,实现模型的通用化表达,提高流场转换和分析的灵活度,解决经验设计中不可控变量所导致的偏差.与试验结果比较证明该方法计算速度快、预报精度高,设计模型适用于工程和研究.     

Q：现代船只底部为什么有一个球形“鼻首”，这对于船只的航行有什么好处？

A：在最初设计时,球形“鼻首”是为了降低船舶航行时的兴波阻力。所谓兴波阻力,就是船只在航行时会激起波浪,而这些波浪的能量正是来源于船只本身。所以,要想降低船只的能量损失,提高船速,就需要抑制兴波阻力。通过实验后发现,在舰船首部下方安装一个像鼻子一样突出来的球形导流罩（鼻首）,是一个很好的解决办法。只要球形鼻首安装的位置得当,就可以避免或减弱船航行时首部两舷兴起的波浪。     

肥大船型与球鼻艏

本文对若干艘方形系数为０．８０左右的肥大船在具有球鼻艏和只有常规船艏及满处相压载航行状态下，船型和静水阻力性能间的关系进行了分析。在此基础上，探讨肥大船型的权衡设计，并认为在肥大船型设计时应同时兼顾满载和压载航行状态的阻力性能。提出加装适当尺度的球鼻艏是改善压载航行状态阻力性能的有效方法之一． 四种肥大船原型的船模阻力比较试验的结果表明，对方型系数０．８左右的肥大船型前体和后体分别采用 ＳＳＰＡ和６０系列船型较为理想。 提供一压载航行时阻力性能有较大收益，而对满载航行时的阻力性能影响不大的球鼻艏．     

丰满船船首形状对阻力的影响

本文根据上海交通大学水池实践和船模试验研究的结果,初步总结了C_B约为0.8的丰满船船首形状对静水阻力的影响。大量的试验研究表明:在这类船上,无论采用大球首、小流鼻或使船首底部上翘,不同程度地都能改善阻力性能。     

载人潜水器支持船舶快速性数值预报

为了研究某载人潜水器支持船舶的水动力性能,以该船模型为研究对象,应用数值模拟软件STAR-CCM+对其进行快速性能预报与流场分析,并与拖曳水池试验值进行对比。通过阻力性能、船舶艏艉波系、船身流线等与试验值的比较,数值模拟计算结果和模型试验结果具有较好的一致性。结果表明:数值预报精度满足工程应用的需要,较好地反映了船舶阻力性能与其周围流场的真实信息,为该船舶舭龙骨、螺旋桨的安装及船体型线的改进提供借鉴和参考。