雙體船的阻力性能預(yù)估

注:該論文針對了NAVCAD4(及之前)的雙體船的阻力性能預(yù)報。該文章陳述了兩種不同技術(shù)的計論問題。 

問題 

雙體船的阻力為單個片體的兩倍,并且加上兩個片體相互作用的拖力。NAVCAD預(yù)測阻力(船體與相互作用)有兩種方法:雙體系統(tǒng)方案及修改后的單體船方案。 

雙體系統(tǒng)解決方案直接預(yù)測系統(tǒng)阻力。該預(yù)測算法聯(lián)合了船體及相互作用的阻力。 修改后的單體方案預(yù)測單片體阻力,就如同預(yù)測一個單體的阻力。NAVCAD增加相互作用的拉力,以修正雙體船模型測試,這個即通過對正預(yù)測特征來實現(xiàn)。采用這種方案后,船體參數(shù)和間距可以清楚地預(yù)測出來。 

雙體系統(tǒng)方案 

NAVCAD采用【Gronnselett,1991】算法來解決這個問題,該算法應(yīng)用一系列曲線用于剩余阻力。全尺寸的評估修正和高速排水型號雙體船測試,在算法里雙體船是修長船型的半個片體。 

該方法在將船體分開與合并時并無多大不同,相互作用拉力在生成平均值時平均計算,這個算法表現(xiàn)出驚人的精確性,盡管如此,我們列出了這些船型的特征。 

首先,船體長且修長,屬于高速范圍(Fn0.6~1.6)。阻力中最大成份是伴流阻力,這個部分可以直接計算。第二,船體間距對低速時相互作用力影響最大,此時主要是興波阻力(Fn0.3~0,7)。在上述速度范圍以外,片體間距對增加的相互間作用力影響不大。 

修正單體解決方案 

以上系統(tǒng)解決方案足以應(yīng)對低速范圍及非典型的小水線面或高速排水型雙體船,改良型單體船解決方案可以用于這些模擬,以提高總體預(yù)測精度,這種方法要求采用模型試驗或全尺寸試驗。 

這種方法的關(guān)鍵問題是處理船體模型的一半,換句話講,這些結(jié)果顯示為每個船體。總阻力此時為單個片體的兩倍。 

雙體船模型剩余阻力系數(shù)對單體或雙體船是相同的,該系數(shù)由濕表面積決定,阻力與濕表面積被分成兩份,系數(shù)保持一到。因此,Cr值可以直接輸入模型試驗的數(shù)值或未經(jīng)過試驗的數(shù)值。這些Cr值包括船體拉力,同時也包括相互作用拖力。 

第一步是選擇雙體船模型試驗,具有相似的L/B,片體中心間距相應(yīng)。線性分析評估該模型,產(chǎn)生一相應(yīng)曲線以仿真雙體船拉力(作為一單體船計算)。該修正曲線然后應(yīng)用于設(shè)計的預(yù)估(按單體船預(yù)估,L/B,Cp)單個片體的阻力預(yù)報,用相似距離來修正最終模型。 

改良的單體程序 

 hy公司完成許多試驗,它們是基于方艉,圓舭船體,成功地應(yīng)用了阻力預(yù)估。這種方法要求較寬的L/B范圍和間距(S/L比),通過十五組試驗包括純單體(參考),雙體船 L/B=7~11,S/L=0.2~0.5,其它的測試結(jié)果已被加到Navcad中,已經(jīng)形成母型資料庫。  

系統(tǒng)性程序描述如下: 

 復(fù)查并選擇雙體船模型試驗報告具有相似的L/B,與S/L比   輸入數(shù)據(jù),速度、Cr值。如果低速形狀因子可以確定,也應(yīng)輸入,船體參數(shù),應(yīng)該是單個片體船的參數(shù),如濕表面積及排水量。   輸入設(shè)計要素   計算阻力,選擇適合范圍的預(yù)報方法   選擇修改預(yù)報,阻力參數(shù)Rbare,Rr,Rw應(yīng)修正。  定義模型名字,并計算。  

改良的單體推斷  

如果模型和設(shè)計要求在形狀、參數(shù)很相近,推將會非常接近。  該推斷(評估)生成阻力-排水量曲線及Fn,在適合的尺寸和速度有效縮放。如果能計算真實的濕面積及伴流分?jǐn)?shù),此時總阻力的預(yù)估,就如同剩余阻力(興波)一樣可計。

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