气垫船典型结构振动特性分析

由于气垫船的船型特点、运行原理等与常规船相比有很大区别,使得其速度较常规船高出很多,此外还会搭载高转速发动机、高转速空气螺旋桨等,这就使得气垫船振动问题尤为突出,可能引起强度、航行安全、舒适性等问题,因此确定振动源并计算典型位置的振动特性尤为重要。本文选取气垫船垫升主机及推进主机基座这一典型结构,利用有限元法,考虑多种激振力在同一位置处的瞬态响应,求解速度时历的均方根值,并与测试数据进行对比。结果表明考虑多种激振力同时作用的效果与实际测试结果相近,结果可靠,可以借鉴应用于气垫船振动特性的分析研究。

全垫升气垫船的气垫压缩性研究

文中主要就气垫压缩性对气垫船运动、气垫压力响应以及实艇耐波性预报的影响进行了研究。首先遵循绝热变化规律,给出艇体由气垫压缩性引起的气垫流量变化;然后通过考虑围裙浸水等非线性因素,结合计及气垫压缩性的流量连续性方程,建立完整的艇体非线性运动微分方程,并运用合理的数值计算方法,得到艇体的运动响应、气垫压力响应;最后通过与模型试验结果的比较,说明了压缩性在气垫船运动计算与实船预报中的重要性和必要性。

限制水域船舶水动力干扰快速计算方法

船舶数量与尺寸的不断增加导致其在限制水域船舶水动力干扰现象突出,限制水域内的船舶水动力干扰的快速准确预报,有助于船舶智能航行安全的发展。针对此问题,本文提出了一种基于Hess&Smith面元法的数值方法,实时计算浅水中两船平行干扰与会遇过程中的船-船水动力干扰问题。基于低弗劳德数假设,使用合模方法处理自由液面处的边界条件,并使用镜像法处理水平水底处的边界条件。本文通过将数值结果与有限的试验结果对比,验证了该实时计算方法的可行性,确定了该方法的适用范围。

船用喷射推进器

开发一种不需要螺旋桨搅动水流。而是用活塞直接向后推动水流，以水流的反作用力作为推力的新型高效推进器。由于该推进器使水流直接由喷口向后喷射而出，这样能量都用于使水向后运动，提高了推进系统的利用效率，减少浪费，在能源日益紧缺的今天显得尤为重要。项目的研制是对传统推进方式的创新。

高低工况螺旋桨空泡性能试验与机桨匹配设计

对某型测量船螺旋桨的脉动压力进行了理论估算,并开展不同螺距比的螺旋桨空泡性能模型试验,预报不同设计工况的空泡性能及脉动压力,获得了不同螺距下的背空泡及面空泡限界,尤其是小螺距比下的面空泡斗特性。在此基础上,针对目标船不同任务模式下的使用要求,结合主机特性,对其高低航速工况进行了机桨匹配优化设计。实船试验结果和使用情况表明,机桨匹配设计较为合理。

全垫升气垫船在波浪中运动的非线性理论研究

对全垫升气垫船在波浪上航行的运动响应进行了研究.通过考虑若干主要非线性因素的影响,包括风扇风道的非线性影响、围裙触水产生的水动力的非线性影响以及围裙触水导致的气体逸流中断的影响,建立了全升气垫船在波浪中运动的数学模型.然后利用适当的数值方法,在时域上对气垫船非线性运动微分方程进行了计算,得到了气垫船的运动响应,分析了围裙触水的影响.并将理论计算结果与试验进行了比较分析,验证了理论计算方法的合理性.

气垫船波浪载荷预报方法研究

高速气垫船对船体结构的质量控制严格,而合理确定作用于船体的波浪载荷是结构设计、优化和安全性评估的基础。文章在气垫船船体结构受力特点分析的基础上,采用"分段船模"模型试验方法对目标气垫船开展了波浪载荷预报研究,重点解决了试验模型垫升系统动力特征相似、质量控制等关键问题。试验结果能反映目标气垫船围裙气垫的响应特点,说明用"分段船模"试验方法来预报气垫船运动与载荷的结果是可信的。对目标气垫船波浪载荷设计值的规范计算结果表明,给定的载荷规范计算方法可为气垫船结构设计提供参考。

基于重叠网格的全垫升式气垫船垫升运动数值模拟研究

论文采用基于重叠网格的CFD方法模拟气垫船航行中的气垫兴波、泄流和垫升运动。在气垫区域控制方程中添加质量源项模拟升力风机对流场的影响,并对气垫船模型进行了合理简化。通过陆地和水面静垫升高度的计算结果与理论公式结果的比较验证了论文方法的合理性。对气垫船登滩过程垫升运动的研究表明,在水深小于一定限值后垫升高度随水深减小而增大。对气垫兴波的研究表明,垫升运动使兴波阻力的计算结果增大,并且更接近模型试验的测量结果。

极地气垫船冰区操纵和甩尾特性

气垫船在冰雪环境机动航行时,存在运动响应滞后、航向稳定性差以及回转易出现侧漂的特性,严重时甚至会出现甩尾的失稳现象,影响航行安全,限制了气垫船综合使用性能,因而有必要开展气垫船冰雪表面操纵性和安全性研究。针对某型用于极区运输的极地气垫船,建立气垫船冰面航行的操纵性方程,获得了气垫船在冰雪表面航行的操纵运动规律,以及甩尾特性和甩尾限界,对气垫船在冰盖地区的应用具有较高工程意义和科学价值。