滑行艇波浪中纵向运动理论预报的新方法

分析了现有滑行艇纵向运动理论预报方法的不足;根据滑行艇的艇型特点以及模型静水阻力试验和规则波、不规则波的试验结果,提出了滑行艇纵向运动的基本假设;建立了计及浮性和滑行力、滑行力矩影响的滑行艇纵向运动基本方程,提出了预报滑行艇纵向运动的实用计算方法(滑航法)并编制了理论预报程序;比较了忽略浮态变化的全排水量法、只考虑浮态变化的浮航法、同时考虑浮态变化和滑行力、滑行力矩影响的滑航法的计算值和实验值的差别,指出在预报滑行艇纵向运动时,低速宜采用全排水量法或浮航法,中高速时宜采用滑航法。

平板湍流边界层内气泡流流动实验研究

在低湍流度水槽里 ,利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构 ,研究了平板安装位置、来流速度、喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响 .利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度 .结果表明 :平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构 。

一种能考虑动升力影响的高速艇迎浪纵向运动的数学模型

根据高速艇在静水及波浪中运动的特点,提出了高速艇迎浪纵向运动的基本假设,建立了能考虑动升力影响的高速艇迎浪纵向运动基本方程,并提出了高速艇迎浪纵向运动预报的一种新方法(滑航法),编制了理论预报程序,进行了模型试验验证研究.结果表明,中高航速时,滑航法可用于高速艇迎浪纵向运动的预报.

高速轻型穿浪双体船船型及性能试验研究

开展了140 t级高速穿浪双体船船型研究及阻力、耐波性系列模型试验,比较分析了三种典型穿浪船船型阻力、纵向运动性能的差别,确定了综合性能最佳的型线方案。对优选的型线方案,进一步开展了航态优化试验、变间距比、变长宽比、变重心纵向位置的阻力对比试验,不同间距比的静水横摇及不规则波横摇试验。指出了高速轻型穿浪双体船阻力和耐波性能的影响因素及其变化规律。

滑行艇气层减阻试验

通过对三种艇型及不同的喷气方式的模型试验 ,研究了断阶滑行艇模型气层减阻的实施途径及减阻效果 ,取得了总阻力减少 2 5 %以上的结果 ,提出了一种适合于采用气层减阻技术且阻力性能优良的艇型。垂向舭板可减少滑行艇的高速阻力 ,但阻力减少的程度与艇型有关。底部斜升角较小时 ,有利于气层减阻。气层减阻率大于舭板减阻率。对底部斜升角较大且艇底扭曲、艏部设置适当的纵向防溅条、舯部设置楔形板的深 V型艇 ,垂向舭板对其阻力的影响不大 ,这种深 V型艇的阻力性能较佳 ,若喷气 ,其总阻力还可进一步减少 1 5 %。孔喷时 ,孔径采用 0 .5 mm或 1 .3 mm对模型阻力的影响甚微 ,采用 0 .4mm缝喷的模型阻力比用孔喷时略大 ,采用较大孔喷或缝喷有利于工程上的喷气实施。

深V型滑行艇横摇阻尼的实验确定

对深V型滑行艇模型进行了静水横摇衰减实验和零速正横浪规则波中横摇运动实验,讨论了在处理试验数据时所面临的一些问题;采用分段最小二乘拟合法对静水横摇衰减实验曲线进行光顺,用峰值处理法计算不同横摇角时的横摇阻尼,并进行多项式回归得到深V型滑行艇横摇阻尼公式.

断阶滑行艇喷气减阻机理研究(英文)

本文通过艇底流态显示、艇体运动姿态及阻力测量 ,研究了滑行艇艇底喷气对流场、阻力等的影响规律。断阶稍前处喷气引起总阻力和浸湿面积的大幅减少 ,喷气所减少的阻力成分为摩擦阻力 。

气幕减阻研究进展

本文从试验研究、理论探讨及实船开发三个方面，简要地介绍了气幕减阻技术的研究状况，指出这项技术值得大力研究开发，并提出了有待深化研究的问题。

B.H.型气泡滑行艇阻力模型试验研究

通过艇底开槽的B.H.型气泡滑行艇(简称为B.H.艇)气层减阻的模型试验,初步研究了不同因素(气流量、艇速、开槽方式等)对B.H.艇的气层减阻规律及运动姿态的影响,并对艇底流态进行了较全面的观测。结果表明:当空腔在艇底的投影面积相同时,不同开槽方式对喷气减阻效果的影响不大;航速与气流量均是影响B.H.艇气层减阻效果的重要因素,在饱和气流量下B.H.艇的相对减阻率可达50%以上,绝对减阻率可达15%以上。开槽使得不喷气时的阻力增加较大,但空腔对保持气层的稳定性是相当有利的。

中高速深V型船阻力预报方法及尾板减阻机理

为了提高深V船阻力性能及预报精度,针对中高速深V型船航行姿态变化显著的特点,采用RANS方程计算船体航行时流场压力分布,通过静力平衡迭代求解船体航行时实际升沉及纵倾,进而计算阻力;模型阻力数值计算和试验结果的对比表明该方法阻力预报误差在2%～4%.深V型船尾板减阻原因来源于3个方面:航行纵倾角的减小、船体压差阻力的减小以及船体"虚长度"的增加.研究获得了深V型船模型阻力减少6.5%的尾板安装方式.

滑行艇阻力研究进展

本文分析了滑行艇阻力预报中常用的十余种方法 ,指出了各种方法中参数的变化范围、适用的艇型及存在的问题 ;讨论了理论求解的困难和减阻措施 ;说明了在滑行艇阻力预报中常被忽视的艇形概念及其重要作用。

高速艇自由变深水动力试验研究

通过模型试验,研究了高速艇从压载半潜状态自由变深到高速滑行状态的水动力现象.结果表明,当容积傅氏数大于1.25时,与舷外相通的水能完全自动排出.高速艇自由变深主要有以下5个原因:惯性作用、压载水逐渐排出导致的艇体上抬作用、艇艉由于负压形成的空穴对压载水的吸附作用、艇体动升力导致的艇体上抬作用、有利的艉倾作用.其中对具有较快加速运动的情形,惯性作用起重要地位,艇体动升力在排出流道水方面所发挥的作用相对较小,但在保持流道水排空方面发挥主导作用.

回转体气层减阻降噪模型试验研究

在拖曳水池及大型循环水槽中,分别开展了中尺度及大尺度回转体模型喷气减阻试验研究,初步探讨了喷气方式、气流量、喷孔尺度变化对减阻率、推进性能及辐射噪声的影响规律。结果表明:回转体首部喷气能有效抑制辐射噪声、降低总阻力,但会引起推进性能的下降,推进性能下降率接近于减阻率。首部单独喷气的减阻效果优于首部、中部联合喷气的减阻效果;来流速度、气流量以及模型尺度对减阻率的影响较大,Fr>1.13时,中尺度模型减阻率可达11%,存在饱和气流量,气流量小于饱和气流量时,减阻率随气流量的增加而增大,反之则减小。模型尺度增大时,减阻率有所下降,在试验的速度范围(0.95<Fr<1.59)内,长度4.17 m、最大直径356.3 mm的大尺度模型的最大减阻率约为4%。0.5 mm喷孔的减阻率高于1.0 mm喷孔的减阻率。

深V型滑行艇纵向运动试验研究

深V型滑行艇模型纵向运动试验研究表明 :规则波中 ,升沉响应的平均值与静水航行时的重心升高极为接近 ,纵摇响应的平均值与静水航行时的纵倾较为接近 ,证实了相同航速下滑行艇在波浪中航行的纵向运动是相对于静水浮态的升沉纵摇运动 ;随着航速的增加 ,升沉响应峰值、纵摇响应峰值、垂向运动加速度峰值都向长波方向移动 ;速度较高、波幅较大时 ,升沉、纵摇。

查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法

针对雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程结合流体积法(VOF)计算滑行艇阻力耗时较长、现有滑行艇阻力估算公式精度较低且适用范围有限,提出了一种查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法.通过求解艇体平衡方程,迭代求出艇体航态,动态计及升沉和纵倾角对艇体流场和阻力计算的影响.对于艇体航态变化显著时的阻力计算(体积傅氏数F>1.5),先采用查洁法估算初始纵倾角,再求解RANS方程可大幅提高计算效率.采用该方法计算了现代滑行艇模型4667-1和SM5的阻力、升沉和纵倾角,并与试验结果对比.结果表明:0.26≤F≤6.03,阻力计算值与试验值误差小于7%,升沉和纵倾角计算值与试验值吻合良好,从而验证了所提出的计算方法有效性.

喷气方式对断阶滑行艇阻力的影响

本文通过试验 ,研究了不同喷气方式对断阶滑行艇模型阻力的影响 ,取得了总阻力减少 2 5 %的效果 ,并得出了以下结论 :( 1)孔喷的减阻效果明显优于缝喷 ;单侧喷气的减阻效果略差于双侧喷气。 ( 2 )沿折角线垂向下弯式的防溅条的阻力性能优于沿折角线水平式的防溅条 ,前者的单位排水量阻力比后者的略小 3 %～4%

平板气幕减阻试验研究

通过试验，研究了不同喷孔孔径、不同缝喷角、不同喷气面积以及横向断阶对光滑平板局部摩擦阻力的影响。结果表明：无论是孔喷还是缝喷，在速度为2m／s～6m／s，喷气板后相当长的范围内的局部摩擦阻力可减少50％～90％；孔径及喷气面积变化对减阻效果的影响不大；断阶使气幕减阻的效果增大；气幕减阻的机理在于喷气时，在平板和水之间形成了气液混合流空穴。

断阶滑行艇气层减阻试验研究

本文研究了 2种重心位置、2种断阶方式、5种喷气流量对断阶滑行艇气层减阻的影响 ,取得了总阻力减少 2 5 %的效果。阻力减少的主要原因在于喷气时形成的空穴所引起的浸湿面积的减少。

气泡高速艇波浪中阻力及纵向运动模型试验研究(英文)

在高速拖曳水池里,开展了气泡高速艇规则波中阻力及纵向运动模型试验,研究了气流量、艇型、艇底开槽等因素对气层减阻率及艇体纵向运动性能的影响。结果表明:艇底形式对波浪中的气层减阻率有重要影响。艇底设置断阶时,在短波中减阻率为5%,长波中的减阻率达20.5%;艇底开槽时,在试验波长范围内,减阻率可达30%左右;对本身具有良好喷溅抑制作用的艇型,艇底直接喷气减阻率为8%,且不受波长变化的影响。艇底气层对纵向运动性能影响较小,长波中还略有改善;艇底槽深主要影响不喷气时的阻力,对饱和喷气下的阻力影响甚微。

水面舰船耐波性指标及对Seakeeper软件的评价

针对目前国内军用舰船耐波性计算书中存在的问题,结合《舰船通用规范》中对适航性的规定,对水面舰船耐波性指标进行了较详细说明,指出军用舰船耐波性理论预报中值得注意的问题,并分析了目前较为流行的商用软件Seakeeper的适用船型和预报精度。