在船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中,船舶阻力的估算是必不可少的環(huán)節(jié),船舶設(shè)計(jì)人員通常需要在設(shè)計(jì)階段估算船舶的阻力,用于主尺度論證,主機(jī)功率選擇,螺旋槳匹配等工作。而隨著航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排力度的不斷加大,各種針對(duì)船舶建造和營(yíng)運(yùn)能效水平的強(qiáng)制性法規(guī)開(kāi)始出現(xiàn)并生效,對(duì)船舶的能效水平做出了更高的要求。在此背景下,在船舶初始設(shè)計(jì)階段考慮到風(fēng)浪對(duì)船舶阻力的影響,對(duì)阻力進(jìn)行完整的估算是很有必要的。本文以船舶初始設(shè)計(jì)階段阻力的快速而完整的估算為目標(biāo)。首先,采用三種經(jīng)驗(yàn)公式估算目標(biāo)船舶的靜水阻力,選擇了合適的方法,利用STAR-CCM+對(duì)靜水阻力進(jìn)行數(shù)值模擬,將數(shù)值模擬的結(jié)果和船模阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論公式進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證數(shù)值模擬的可靠性和準(zhǔn)確性,之后和靜水阻力經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行對(duì)比,分析經(jīng)驗(yàn)公式的不足和誤差來(lái)源。然后,基于STAWAVE2方法和數(shù)值波浪水池對(duì)規(guī)則波中迎浪航行船舶的波浪增阻進(jìn)行計(jì)算,兩者計(jì)算結(jié)果在短波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)吻合較好。最后,結(jié)合靜水阻力、波浪增阻和空氣阻力的經(jīng)驗(yàn)公式,建立了船舶總阻力估算模型,并利用MATLAB編寫計(jì)算程序。以一艘30000DWT散貨船為例,對(duì)其典型海況下的阻力性能進(jìn)行了計(jì)算研究。結(jié)果表明,本文建立... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．?１?ＥＥＤＩ基線值的遞減??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｅｃｒｅａｓｅ?ｏｆ?ＥＥＤＩ?ｂａｓｅｌｉｎｅ??

?典型海況下的船舶阻力預(yù)報(bào)研究???２船舶阻力構(gòu)成及影響因素分析??船舶在實(shí)際航行過(guò)程中處于水和空氣兩種介質(zhì)中，為保持航行速度和方向，必然將??受到水和空氣的阻力作用，所以船舶總阻力可以分為水下部分的水阻力和水上部分的空??氣阻力。水的密度比空氣大得多，因此水阻力是占主要部分的，而水阻力又可以進(jìn)一步??劃分為靜水航行時(shí)所受到靜水阻力和在風(fēng)浪中航行時(shí)由于波浪所造成的波浪增阻兩個(gè)??部分。靜水阻力分為裸船體阻力和附體阻力，附體指舵、舭龍骨等安裝于船舶裸船體之??上的附屬體，常用于改善船舶的操縱性和快速性。船舶在航行中所受到的阻力如圖２．１??所示。??［－裸船體阻力??ｒ?靜水阻力?＿??｜?Ｌ?附體阻力?＿??－?水阻力?－??船舶阻為Ｌ?Ｌ?＿麵?＿肋??－空氣阻力???圖２．１船舶阻力分類??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｈｉｐ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??２．１靜水阻力的分類及換算方法??２．?１．１靜水阻力的分類??靜水阻力是船舶在無(wú)風(fēng)無(wú)浪的理想海況下航行時(shí)所遭遇的阻力。在對(duì)靜水阻力的研??宄過(guò)程中，針對(duì)不同問(wèn)題的處理方法不同，形成了多種分類方法。從阻力產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)??看可以分為摩擦阻力、粘壓阻力和興波阻力；從作用力的方向來(lái)看可以分為摩擦阻力和??壓差阻力；從流體是否有粘性來(lái)看可分為粘性阻力和興波阻力［４３］。如圖２．２所示。??－８－??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???ｒ?興波阻力??卩壓差阻力?－??靜水阻力＿?Ｌ粘壓阻力一????????！?一?粘性阻力??－?摩擦阻力?????圖２．?２船舶靜水阻力分類??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｈｉｐ?ｃａｌｍ?ｗａｔｅｒ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??由于水的粘性作用，船舶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到水粘性切應(yīng)力作用，它在運(yùn)動(dòng)方向的合??力便是船體摩擦阻力，用＆表示。水流流過(guò)船體曲率變化較大的地方時(shí)，如船首和船尾??處，將會(huì)產(chǎn)生旋渦。旋渦的存在會(huì)導(dǎo)致壓力下降，從而導(dǎo)致船體前后部分的壓力不平衡，??旋渦產(chǎn)生的根本原因也是由于水的粘性作用，這種阻力稱為粘壓阻力，用表示。由??于水面是自由面，船舶在上面駛過(guò)會(huì)興起波浪，導(dǎo)致船前后壓力分布不對(duì)稱，船首為高??壓區(qū)，船尾為低壓區(qū)，因此產(chǎn)生作用在船舶運(yùn)動(dòng)相反方向上的壓差力，即興波阻力，用??兄表示。從能量的角度看，因?yàn)榇昂叫兴d起的波浪需要消耗能量，船體需要對(duì)水做??功，根據(jù)作用力與反作用的原理，水對(duì)船體反作用力的水平分量就表現(xiàn)為興波阻力。因??此，按照阻力產(chǎn)生機(jī)理的船舶靜水阻力沁可以分為摩擦阻力■、黏壓阻力和興波阻??力如式２．１所示：??Ｒ，?＝Ｒｆ?＋Ｒｐｖ?＋Ｒｗ?（２．１）??上述各種阻力成分在靜水總阻力中的比例隨著船速的變化而變化，船速不高的情況??下，摩擦阻力和占主要部分，約為總阻力的７０％？８０％，粘壓阻力約占１０％左右，??而興波阻力兄，．占很小比例［２５］；在滿載和高速航行時(shí)，興波阻力將會(huì)增加，有時(shí)能占??到總阻力的５０％或更多［４４］。??２．?１．２靜水阻力換算方法??根據(jù)相似原理，若船模和實(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
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