Study on the Form Factor Estimation Method of High-Speed Catamaran with Asymmetrical Hulls

The method used to estimate the form factor of low-speed vessel will cause a large error when estimating the form factor of high-speed catamaran because of the interference effects. A method based on computational fluid dynamics( CFD) method is proposed to estimate the form factor of high-speed catamaran with asymmetrical hulls. This paper focused on a 2000-toners catamaran with asymmetrical hulls to compare the difference between normal method and CFD method. The resistance of this catamaran is calculated by the CFD method,and it was compared to the model test data to verify the validity of this method. The form factors calculated by CFD method are very different from the results calculated by Prohaska method in high speed area.Thus,the method used to estimate the form factor of low-speed vessel is not applicative for high-speed catamaran. It is more accurate and efficient when using the CFD method to estimate the form factor of high-speed catamaran with asymmetrical hulls.

浅海不对称双体运维船船型设计与阻力研究

基于某三体船开展不对称双体船船型创新性设计,设立不对称双体船不同小片体要素和纵向位置的系列方案,运用数值仿真技术模拟各方案的静水中阻力,并对方案进行波浪增阻,进而确立了阻力性能优良的不对称双体船船型方案,为不对称双体风电运维船船型的进一步研究提供参考。

非对称片体双体船的水动力性能研究

研究双体船舶阻力性能和片体间作用对船型的优化和设计具有重要意义。本文基于CFD软件Fluent,采用VOF方法,研究了不同瘦削系数的常规双体船和非对称片体组成的双体船水动力性能,分析了双体船2个片体间的干扰效应,以及非对称片体结构对优化双体船水动力性能的作用。通过某一小尺度船舶不同航速下的静水阻力模拟,验证了本文数值方法的有效性。研究发现非对称片体结构可以在一定程度上有效优化双体船水动力性能。本文研究结果可对双体船的外形设计及结构应力分析提供理论支持。

非对称双体船兴波问题与侧体布局优化分析

兴波阻力是高速船总阻力的主要成分,对非对称双体船而言,优化侧体布局以降低兴波阻力,是提高其船舶能效的有效手段。论文根据线性兴波理论推导了非对称双体船兴波阻力及兴波干扰因子的计算公式,分析了非对称双体船的兴波阻力特性,研究了侧体的相对位置对兴波阻力的影响规律。基于Isight优化平台,结合线性兴波理论,采用混合遗传算法,以兴波阻力最小为目标,对非对称双体船的侧体布局进行了优化分析。在给定航速下的优化结果相比初始方案的兴波阻力更小,表明本方法可为非对称双体船的侧体布局设计提供参考。

非对称双体船片体构型及阻力性能的数值研究

对于海上风电双体运维船而言,兴波阻力是其总阻力的重要组成部分。本文基于CFD技术对非对称双体船进行初步研究,通过改变双体船左右片体角度以及改变单侧片体肥瘦程度来实现内外片体排水体积差的目的2个方面来研究非对称双体船的阻力性能,比较各方案的阻力,综合考虑最终得出最优方案,为今后双体风电运维船的船型设计与优化提供一个新的研究方向。

不对称双体船非线性横摇阻尼及横摇运动分析

针对不对称双体船,应用计算流体动力学(CFD)方法,通过重叠网格技术构建了一种横摇阻尼数值预报方法,模拟了不同横向间距和纵向间距下不同初始横摇角及不同航速时的横摇衰减运动,并分析了横摇阻尼特性。基于三维势流理论,并考虑非线性横摇阻尼和非线性恢复力矩的修正,得到了该船型在规则波中的横摇运动响应,分析了不同浪向下的横摇运动特性。最后,开展模型试验验证了所提出的横摇阻尼和横摇运动数值预报方法的有效性。结果表明,模型试验结果和数值仿真结果较为接近,侧体上的横向波浪扰动相比于主体会造成更大的横摇响应。

基于OpenFOAM的非对称双体船操纵性预报及运动特性研究

基于粘性流体理论,利用6自由度MMG模型,结合非对称双体船的水动力性能特点,建立静水中该类船型在水平面上操纵运动的模型。用开源CFD求解器OpenFOAM对该模型在不同舵角下的定常回转运动和高舵角下的Z形运动进行数值模拟。比较了打左舵和右舵时的操纵运动特性,显示非对称侧体对回转运动和Z形运动具有明显的影响,并实现了对该类双体船操纵性能的预报。