二代40万吨级超大型矿砂船水动力性能优化研究

作为9型精品船舶之一,40万吨级超大型矿砂船的升级换代需要满足更高的节能减排指标要求。论文基于所承担的"40万吨级超大型矿砂船换代开发"科研项目从该船水动力性能,即线型设计、螺旋桨设计和节能装置设计等角度阐述相关优化设计工作及取得的成效。经由船模试验和数值计算验证,二代40万吨级超大型矿砂船具有低阻、高效的快速性能以及优良的操纵性和耐波性,针对该船设计的水动力节能装置也具有明显的增效作用。优秀的水动力性能不仅有助于该船型满足研制任务书所要求的节能减排指标,也为设计单位和船厂承接新的订单做好了充分的技术储备。

“海大1号”摇臂式波浪发电装置水动力性能研究

浮子的水动力性能是影响波浪发电装置一级能量转换效率的重要因素,为了提高浮子的取能效率,开展浮子的水动力性能研究非常必要。文章以自主研发的“海大1号”摇臂式波浪发电装置为研究对象,基于三维势流理论,推导出浮子在线性规则波作用下的的运动方程,并利用CFD水动力仿真软件分析了不同形状浮子的水动力性能,从而确定了浮子的最优形状;在最优浮子形状的基础上,进一步研究了波长与浮子尺寸关系对浮子水动力性能的影响;用1:1物理模型试验验证了仿真试验结果的正确性,并测得不同波长与浮子尺寸比下浮子的取能效率;最后得出结论:浮子的最优形状为圆柱体+球的混合体,波长与浮子之间的最优关系是波长与浮子尺寸之比为4,此时浮子的水动力性能最佳。文中得出的浮子水动力性能研究结论可为其他波浪发电装置提供参考,具有很好的工程应用价值。