基于NUMECA的中高速艇阻力预报研究

  目的  附体阻力是舰船阻力的重要组成之一,其中轴支架阻力在附体阻力中所占的比例较高。将通过对轴支架开展阻力优化分析,来实现舰船减阻的目的。  方法  首先,选取轴支架设计参数,并以船体表面流线对应的迎流角确定轴支架初始方案;然后利用CFD仿真分析设计航速下的船体表面速度矢量、支架臂翼型剖面流线、支架臂表面的压力分布以及空间流线,并以支架臂翼型剖面所在平面内的流线为参考进行轴支架多方案设计;最后,对CFD仿真结果进行对比。  结果  结果显示,采用支架臂翼型剖面所在平面内的流线进行轴支架设计较为合理,在缩比模型下,方案1与初始方案相比总阻力减小了3.5%,支架臂内、外侧压力分布较为均匀。  结论  利用支架臂翼型剖面内的流线确定剖面迎流角的设计方法,可为舰船附体设计提供参考。     

高速水面双桨船附体阻力研究

高速水面双桨船的附体种类多，附体阻力在船体总阻力中占相当大的比重，对快速性能有较大的影响。本文通过若干船模的附体阻力试验，对附体类型，模型试验要求，附体阻力换算方法以及尺度效应作了讨论，并给出了一些附体阻力的统计资料。     

多桨船附体阻力的预报方法

多桨船是舰船的必要船种,而“多桨船附体阻力预报方法”是多桨船实船快速性预报的基础。对现有附体阻力预报方法进行归纳,介绍了经验公式估算方法、船模试验估算方法和CFD数值计算方法的基本原理,讨论现有方法对于多桨船附体阻力预报的可行性,具有实际意义。     

中速艇系列模型阻力试验研究

本文介绍了一种适用于 Froude 数 Fr=0.4～0.85,长度与排水体积比 L/(?)~(1/3)=5.5～8.5,阻力性能优良的中速艇艇型系列。阐述了该艇采用“宽尾、圆舭、短折角”线型的设计指导思想。根据系列模型阻力试验结果,绘制了可供初步设计阶段迅速而准确地估算实艇阻力的图谱。通过与国内外有关资料的比较,证明本系列艇在快速性和耐波性方面均有所提高。     

基于物面重叠的多附体船舶阻力数值模拟

阐述物面重叠技术,介绍重叠网格的基本原理以及物面重叠的处理方法,在此基础上采用单相Level-Set捕捉自由面方法和RANS方程对某型带多件附体的船舶进行阻力数值模拟,对其流场和自由面波形进行分析。与模型试验结果进行对比发现:数值计算结果与试验结果吻合良好,误差满足工程精度要求,验证了物面重叠技术应用于多附体船舶阻力数值模拟的可靠性。     

基于CFD的布缆船阻力数值预报

以布缆船作为研究对象,使用CFD软件Fine Marine计算布缆船在静水中不同航速时的阻力。选取DTMB 5 415模型进行数值仿真计算,运用二因次法进行换算并与实验值进行对比,证明该方法可以有效预估船舶的阻力。将该数值方法运用于布缆船模型,计算出不同航速下的阻力并分析。结果表明,使用Fine Marine软件对布缆船进行阻力性能预报,具有计算速度快、精度高的优点。计算方法对于船舶的阻力性能研究以及布缆船船型设计和优化有参考意义。     

基于机器学习的船舶阻力预报模型研究

基于泰洛标准组剩余阻力系数集[1],采用6种经典机器学习回归预测模型,随机抽取数据集不同排列组合作为训练样本和测试样本,以测试样本的真实值和预测值的均方误差和相关系数作为不同回归预测模型的评价指标。同时在其他参数相同的条件下,对4组不同宽度吃水比做线性插值,将所得剩余阻力系数与回归模型预报结果进行比较。结果表明,回归树在所选模型中对于泰洛标准组船舶阻力预报具有较高精度和较好的泛化能力,为以后船舶阻力预报近似模型的选择提供参考。     

基于CFD的高速方尾船粘性阻力预报

随着社会经济的发展和科学技术的进步,人们对船舶航速的要求也日益提高,这引起了世界研究高速船的高潮.而高速船大多具有方尾,这使得方尾船粘性阻力预报的研究十分有意义.利用CFD软件,对文献[4]提供的b系列尾船型进行数值模拟,得到在低傅汝德数下,在不考虑自由液面情况时的摩擦阻力系数,粘压阻力系数以及形状因子,通过计算结果和...     

高速三体船的阻力预报方法研究

高速航行的三体船,其航行姿态会随着傅汝德数（Fn）的增加而发生变化。常见的CFD计算预报实船阻力常常以设计浮态为基准、固定船舶航行姿态的方法进行,也是导致计算偏差的原因之一。文中选定一艘三体船模型,针对自由和约束两种展开CFD数值模拟和阻力计算,得到其差别。为了进一步了解其兴波情况和摩擦阻力的变化规律,在0.3＜Fn＜0.6的范围内对处于自由和约束状态下的模型流场相关细节进行了分析。最后,对该三体船型进行了模型试验验证。     

基于STAR-CCM+的滑行艇阻力研究

为研究滑行艇的航行阻力问题,首先建立滑行艇的几何模型,然后基于STAR-CCM+软件对其运动进行数值模拟。获得滑行艇航行时阻力随航速的变化规律,并将数值计算结果与试验值进行比较,得到的计算结果与试验值数据基本吻合。证明了在STAR-CCM+中能够有效模拟滑行艇运动的阻力性能,该方法对于文中的实例具有较高的准确性,可为滑行艇阻力的预报提供参考。     

基于组合优化理论的舰船航行速度预测

详细介绍小波神经网络和灰色系统理论的基本原理,在舰船瞬时运动模型的基础上,采用组合优化理论,将小波神经网络和灰色系统理论结合,设计一种舰船航行速度预测模型,后期的仿真实验证明,基于组合优化理论的舰船航行速度预测具有较高的精度.     

考虑航行姿态变化的的高速船阻力性能预报

为了精确获得高速船的航行阻力,计及航行姿态变化对其阻力的影响。基于CFD理论,本文通过耦合求解计及黏性的RANS和船体运动方程的方式实时预报船体受力,船体根据受力进行姿态调整,最终达到平衡,以此预报船舶在高速运动稳定后的航行姿态及阻力。并将一系列的数值计算结果与试验数据对比分析,数值计算结果和实验数据吻合良好。船舶设计工作者可以参考数值计算结果辅助船体型线设计,其具有重要的工程应用价值。     

高速型船舶振动响应计算分析

高速船航速高、刚度小、激振力大且频率高,在设计过程中振动是一个非常突出的问题。本文采用有限元模态分析方法对高速船振动敏感位置进行固有频率与振动响应的计算,提出适用于高速船振动强度的计算方法,对高速船的设计与建造具有指导意义。     

采用微气泡缩减高速船拖曳阻力(英文)

Ship hull form of the underwater area strongly influences the resistance of the ship.The major factor in ship resistance is skin friction resistance.Bulbous bows,polymer paint,water repellent paint(highly water-repellent wall),air injection,and specific roughness have been used by researchers as an attempt to obtain the resistance reduction and operation efficiency of ships.Micro-bubble injection is a promising technique for lowering frictional resistance.The injected air bubbles are supposed to somehow modify the energy inside the turbulent boundary layer and thereby lower the skin friction.The purpose of this study was to identify the effect of injected micro bubbles on a navy fast patrol boat(FPB) 57 m type model with the following main dimensions:L=2 450 mm,B=400 mm,and T=190 mm.The influence of the location of micro bubble injection and bubble velocity was also investigated.The ship model was pulled by an electric motor whose speed could be varied and adjusted.The ship model resistance was precisely measured by a load cell transducer.Comparison of ship resistance with and without micro-bubble injection was shown on a graph as a function of the drag coefficient and Froude number.It was shown that micro bubble injection behind the mid-ship is the best location to achieve the most effective drag reduction,and the drag reduction caused by the micro-bubbles can reach 6%-9%.     

基于FEM/SPH耦合方法的极地运输船舶冰阻力预报研究

冰阻力是极地运输船舶动力需求分析和船型优化设计阶段的重要参考指标.本文基于有限元理论,采用粘聚单元法构建海冰数值模型,开展冰样单轴压缩和三点弯曲试验过程模拟,验证了该模型满足海冰数值计算的要求.在此基础上,以某极地运输船舶为研究对象,采用有限元/光滑粒子流体动力学耦合算法,通过罚函数接触算法传递有限元网格与水粒子之间接触状态和作用力,考虑船舶破冰过程中船/冰/水耦合作用,模拟破冰过程裂纹产生和扩展、冰块翻转与滑移等现象,并进行了冰阻力预报.     

变转速柴油发电机组在科考船上的应用探讨

简要介绍了一种新型电力推进系统,主电站采用变转速柴油发电机组,主电网采用直流母线。从经济性分析和水下噪声控制两个方面,就变转速柴油发电机组在科考船上的应用进行了探讨。     

滑行艇高速航行时的数值模拟(英文)

Planing vessels are applied widely in civil and military situations.Due to their high speed,the motion of planning vessels is complex.In order to predict the motion of planning vessels,it is important to analyze the hydrodynamic performance of planning vessels at high speeds.The computational fluid dynamic method(CFD) has been proposed to calculate hydrodynamic performance of planning vessels.However,in most traditional CFD approaches,model tests or empirical formulas are needed to obtain the running attitude of the planing vessels before calculation.This paper presents a new CFD method to calculate hydrodynamic forces of planing vessels.The numerical method was based on Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations.The volume of fluid(VOF) method and the six-degrees-of-freedom equation were applied.An effective process was introduced to solve the numerical divergence problem in numerical simulation.Compared with experimental results,numerical simulation results indicate that both the running attitude and hydrodynamic performance can be predicted well at high speeds.