T型翼和尾壓浪板對(duì)WPC耐波性影響研究
發(fā)布時(shí)間:2017-05-06 12:16
本文關(guān)鍵詞:T型翼和尾壓浪板對(duì)WPC耐波性影響研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:穿浪雙體船(WPC)是一種新型高性能船型,出現(xiàn)了四十多年。穿浪雙體船較單體船擁有更為寬闊的甲板面積,可以運(yùn)送更多的貨物和旅客,而其航速可高達(dá)40-50kn。然而在惡劣海況下,高速運(yùn)行的艦船會(huì)產(chǎn)生劇烈的搖蕩,這對(duì)旅客和貨物的安全有著不利影響。如何改善艦船運(yùn)動(dòng)耐波性,對(duì)于在惡劣海況下旅客舒適性、船舶安全以及更好發(fā)揮艦船的優(yōu)良性能有著重要的意義。 對(duì)穿浪雙體船縱向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行減搖研究,采用STF二維切片理論對(duì)其進(jìn)行耐波預(yù)報(bào),并采用T型翼和尾壓浪板改善耐波性。 T型翼出現(xiàn)了近二十年,尾壓浪板則出現(xiàn)近半個(gè)世紀(jì)。T型水翼一般安裝在穿浪雙體船的前體,較好的改善了運(yùn)動(dòng)最為劇烈的船體首部。尾壓浪板安裝在穿浪雙體船的尾部,除了起到改善耐波的作用,還可以起到減少阻力的作用,讓減搖附體在改善艦船運(yùn)動(dòng)耐波性的同時(shí)而不至于增加過(guò)多的阻力。 T型翼主要受到自由液面的影響,可以查閱很多的理論和實(shí)驗(yàn)方面的研究,而尾壓浪板水動(dòng)力性能極卻及其復(fù)雜,受到了方尾、自由液面及雞尾流等多方面因素的耦合影響,因而目前很難見(jiàn)到尾壓浪板水動(dòng)力性能理論方面的研究,而更多的是定性實(shí)驗(yàn)研究。本文采用勢(shì)流理論,,考慮自由液面推導(dǎo)T型翼升力公式,并進(jìn)一步考慮方尾、自由液面及雞尾流的耦合影響,對(duì)尾壓浪板升力進(jìn)行研究,推導(dǎo)出的尾壓浪板升力系數(shù)斜率和零升力攻角公式。推導(dǎo)的T型翼和尾壓浪板的升力公式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的吻合。用此升力公式處理耐波計(jì)算的水翼部分,研究單獨(dú)使用T型翼和尾壓浪板以及二者耦合對(duì)穿浪雙體船耐波性影響,并對(duì)T型翼和尾壓浪板對(duì)艦船縱向減搖影響作精細(xì)分析。 對(duì)于穿浪雙體船耐波計(jì)算,應(yīng)用勢(shì)流理論求解水動(dòng)力系數(shù),采用STF二維切片理論預(yù)報(bào)高速穿浪雙體船縱向運(yùn)動(dòng)耐波性。目前對(duì)于帶T型翼和尾壓浪板的艦船進(jìn)行耐波預(yù)報(bào),大多數(shù)以定常翼理論處理T型翼和尾壓浪板,然而高航速航行時(shí)升沉和縱搖峰值預(yù)報(bào)結(jié)果較實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大。為改善高速穿浪雙體船耐波性預(yù)報(bào),振動(dòng)翼理論首次應(yīng)用到穿浪雙體船耐波性預(yù)報(bào)中的水翼處理上,較好的解決了預(yù)報(bào)結(jié)果偏大問(wèn)題,并對(duì)振動(dòng)水翼減搖機(jī)理進(jìn)行了闡述,峰值的預(yù)報(bào)誤差減小。振動(dòng)翼的引入,不僅僅改善了艦船運(yùn)動(dòng)耐波性預(yù)報(bào)的精確性,更為今后從理論上優(yōu)化水翼來(lái)改善耐波性做了更好的前期預(yù)研工作。
【關(guān)鍵詞】:T型翼 尾壓浪板 升力 振動(dòng)翼 耐波性
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:U661.32
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-6
- 目次6-8
- 符號(hào)表8-10
- 第一章 緒論10-18
- 1.1 研究的背景、目的及意義10-12
- 1.1.1 研究背景10
- 1.1.2 研究目的及意義10-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
- 1.3 本文的主要研究工作16-18
- 第二章 穿浪雙體船的耐波性研究18-34
- 2.1 穿浪雙體船在波浪中的運(yùn)動(dòng)方程組18-20
- 2.1.1 坐標(biāo)系18-19
- 2.1.2 入射波19
- 2.1.3 運(yùn)動(dòng)方程組19-20
- 2.2 恢復(fù)力系數(shù)20-21
- 2.3 水動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算21-26
- 2.3.1 勢(shì)流理論21-22
- 2.3.2 水動(dòng)力計(jì)算公式22-23
- 2.3.3 細(xì)長(zhǎng)體假設(shè)和切片方法23-25
- 2.3.4 水動(dòng)力系數(shù)和波浪擾動(dòng)力(力矩)表達(dá)式25-26
- 2.4 二維輻射勢(shì)的 Frank 求解26-30
- 2.4.1 基本假設(shè)和定解條件27
- 2.4.2 Frank 源分布法27-29
- 2.4.3 不規(guī)則頻率和偽共振29-30
- 2.5 方尾修正30-31
- 2.6 流體粘性作用的影響31-33
- 2.7 不規(guī)則波上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)33
- 2.8 本章小結(jié)33-34
- 第三章 T 型翼和尾壓浪板升力公式推導(dǎo)34-40
- 3.1 T 型翼升力34-35
- 3.2 尾壓浪板升力35-39
- 3.2.1 升力系數(shù)斜率35-37
- 3.2.2 零升力角37-39
- 3.3 本章小結(jié)39-40
- 第四章 振動(dòng)翼修正耐波預(yù)報(bào)40-50
- 4.1 水翼減搖機(jī)理40
- 4.2 水翼修正40-42
- 4.3 Kelvin 沖量和線性理論的升力和力矩一般表達(dá)式42-45
- 4.4 周期性振動(dòng)翼線性理論45-46
- 4.5 振動(dòng)翼在耐波性中的應(yīng)用46-49
- 4.5.1 升沉振動(dòng)翼46-47
- 4.5.2 縱搖振動(dòng)翼47-48
- 4.5.3 波浪中振動(dòng)水翼水動(dòng)力系數(shù)48-49
- 4.6 本章小結(jié)49-50
- 第五章 理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究50-66
- 5.1 計(jì)算對(duì)象及船模耐波性試驗(yàn)50-53
- 5.1.1 WPC-X 穿浪雙體船主要尺度和參數(shù)50-51
- 5.1.2 船模試驗(yàn)51-53
- 5.2 T 型翼和尾壓浪板實(shí)驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果53-60
- 5.2.1 尾壓浪板實(shí)驗(yàn)及計(jì)算分析53-55
- 5.2.2 T 型翼實(shí)驗(yàn)及計(jì)算分析55-57
- 5.2.3 T 型翼和尾壓浪板對(duì)穿浪雙體船耐波性影響57-60
- 5.3 振動(dòng)翼減搖計(jì)算與實(shí)驗(yàn)60-65
- 5.3.1 WPC-Ⅰ耐波計(jì)算與實(shí)驗(yàn)對(duì)比60-63
- 5.3.2 WPC-Ⅲ耐波計(jì)算與實(shí)驗(yàn)對(duì)比63-65
- 5.4 本章小結(jié)65-66
- 第六章 全文總結(jié)與研究展望66-68
- 6.1 全文總結(jié)66
- 6.2 研究展望66-68
- 致謝68-69
- 參考文獻(xiàn)69-73
- 學(xué)術(shù)論文和科研成果目錄73
- 1、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73
- 2、攻讀碩士學(xué)位期間獲得獎(jiǎng)項(xiàng)73
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條
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本文關(guān)鍵詞:T型翼和尾壓浪板對(duì)WPC耐波性影響研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):348405
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