平头涡尾船型高速时的试验分析

针对平头涡尾船型在高速时的试验结果，讨论其阻力及推进性能，并指提出了相应的改进措施。

平头涡尾船型阻力性能研究

探讨了平头涡尾船型阻力性能及其与常规船型阻力性能的联系.用运动状态下的水线长和等值船型,提出了平头涡尾船型的阻力模型.据此,运用船舶流体力学的基本观点对平头涡尾船型及其相对航速时所对应的等值常规船型进行了分析,建立了平头涡尾船型与常规船型的对应关系,论述了平头涡尾船型减阻的机制和规律;并给出实船试验结果.

平头涡尾船型与实船研究

根据多条平头涡尾船实船测试数据,并从图表统计及理论分析上将平头涡尾船与国内外优秀实船作了对比.根据对海军常数C与相对航速F_n的关系分析,发现在F_n=0.29～0.33时存在C值较佳区域.本文对该船型船模与实船换算方法作了阐述.最后给出了该船型最新船模试验研究结果.

平头涡尾船型高速时的实验分析

本文根据平头涡尾船型在高速时的有关实验，讨论平头涡尾船的阻力及推进性能，并指出高速时存在的问题，提出相应改进的措施。

高节能单涡尾船型

1976年,意大利的G.B.Tommasi提出了“蜗槽尾”新船型,其优良的推进性能引起造船界广泛的注意和重视。1977年薛中川教授及其同事结合中国古代的平头船,发展成功平头涡尾(PW)新船型,该船型克服了Tommasi的“蜗槽尾”船型实用上所面临的困难,使PW船型从实验室走向了船舶市场。已建造的10多艘实船营运表明,该船型节能显著,且具有良好的稳性、操纵性和抗沉性;此外,尾振也较常规船小。本文根据PW船型的基本机理,对涡尾船型运用到单桨海船上作了初步的研究。

基于CFD的涡尾船改型优化设计

通过CFD方法计算模拟涡尾船原型与优化改型的尾部流场;通过对比桨盘面处轴向、周向速度分布,得出优化改型比原型轴向伴流更均匀,改善了螺旋桨的工作条件,增大了来流的周向速度,提高了螺旋桨的推进效率。模型试验验证了计算结果的合理性,说明船舶优化设计中采用合理的数值计算方法是可信的,可以提高设计研究效率。

单涡尾船型试验研究

在平头涡尾船型研究的基础上，将内河双涡尾拓展到单桨海船上，提出一种单涡尾船型．该船型仅改造母型船尾柱向首设计水线以下１５％ＬＷＬ左右的区域，不影响原船的机舱布置和舱容．船模试验表明该船型具有与常规船相当的阻力性能和优秀的推进性能，可节省主机功率１２．５％～２８．８％．

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．

发展中的涡尾新船型

平头涡尾船型是将中国古代平头船和国外蜗槽尾创造性结合而成的独具中国特色的新船型,具有快速性好、推进效率高等显著优点。自1997年问世以来,已发展到第三代,极具推广价值。

涡尾船型的研究与进展

本文系统地总结了１９７７年以来涡尾船型的研制过程，并分析了涡尾船型各阶段的试验研究成果和实船应用情况，阐述了涡尾船型的基本特点并对其今的研究方向提出了一些看法。

平头涡尾船型好 快速节能效益高

水上运输具有运量大、运价低、投资省、对环境污染小等优点,但与陆上运输相比,其航速低、周转慢等缺点便暴露无遗。在这个“时间就是金钱”的意识环境里,这无疑是制约航运发展的技术关键。水运业要想生存与发展,必须提高船舶的航速。因此,人们将科研眼光转向减少船舶阻力、提高船舶推进效率方面来。于是,许多的优秀线型船舶相继问世。有的航运公司甚至不惜重金从国外购进先进的高速船舶,以提高自身的市场竞争力。

最新高科技产品高节能型涡尾钢质单体高速客轮

节能型涡尾高速客船是湖北通恒船舶制造有限公司结合武汉华中理工大学的最新科技成果研制的一种高速度与超高节能型船舶,航速可达30nmile/h以上。于航速为28nmile/h时,每客位功率低于8kW,比常规排水量船少20％,而造价却仅为高速双体船的40％。 高节能型涡尾单体钢质高速客轮,由于利用涡尾纵流技术,使兴波及阻力大大降低,航速提升,并增强减振效果及稳定性,使其成为一种新型综合高科技船舶,能广泛适用于各类型高速工作船。 由于涡尾高速客轮使用钢质建造,属于常规船型,始初投资少（仅为双体船的40～50％）,日常维修保养费用亦低,加上其节能效果（20％）,经济性十分优越,回收期可比其他高速船如双体船及普通排水量船快2～3年。亦由于属常规船型,比较小及简单的动力设备也对管理、操作和维修的要求不高,在整体上考虑,于投资、营运及管理上等更能符合我国国情。 平头涡尾船型是华中理工大学造船系经过三十年的研究。

潜航潜艇涡尾伴流的试验研究

对潜航潜艇涡尾伴流内的一般流体动力过程的了解，主要是根据大量实验室试验结果和理论／数值研究，同时提供在温跃层内广泛的实尺潜艇尾流试验的初步结果。现场研究是在真实环境条件下测理海面以下的尾流特性的尝试。安装在漂流浮标上的标准宽带声多普勒流分布测定仪、1条拖曳的导热率－温度－深度测定链和新型自由下沉的微型结构测定仪，用于高分辩测量在驶过潜艇的湍流尾流内潜艇引起的扰动。

通恒公司研制涡尾高速客轮成功

第三代平头涡尾船型是华中理工大学造船系经过近30年的研究才取得成果的国家级重点高科技项目。该项目1994年就通过交通部、中国船舶工业总公司、国家教委两次国家级技术鉴定会鉴定。鉴定结论为:第三代平头涡尾船型属国际首例,其快速性能达到当前国际水平。该船型的第一、第二代船已在长江上游的航运中产生了巨大的经济效益。该技术已申请了中国专利,同时也正在申请世界各大国专利。

基于雷达探测数据的尾涡危险区评估

针对尾涡危险区域的研究可以有效避免后机尾涡危险遭遇事件的发生,提出了一种基于激光雷达探测数据的尾涡危险区计算方法。根据雷达实测数据反演飞机尾涡的演化轨迹和速度环量;基于后机遭遇前机尾涡的空气动力学响应构建滚转力矩系数模型;考虑尾涡在实际场景下的演化情况,结合反演得到的尾涡特征参数,计算飞机遭遇尾涡时的滚转力矩并计算尾涡危险区。结果表明:基于激光雷达探测数据反演尾涡特征参数,左涡和右涡的位置、环量并不一致,据此结合滚转力矩系数模型计算得到的整体危险区域也具有不对称性,当单涡更稳定时,对应的危险区域也更大。以B738为后机,选取某一尾涡探测片段验证,对于涡心坐标位置为左涡(390 m,8.61°),右涡(435 m,8.85°)的尾涡,左涡、右涡的环量分别为256.83 m^(2)/s和223.35 m^(2)/s,左涡相对右涡实际划设的危险区覆盖范围更大,因此后机与前机左右尾涡的安全阈值区域不同,可据此对横向间隔做出不同调整,因此所提方法有利于为分析后机遭遇安全性、缩短尾流间隔提出重要参考。