為探索多船編隊(duì)航行減阻可行性,開(kāi)展典型編隊(duì)形式下的興波阻力計(jì)算與分析研究。采用基于Dawson法的2階面源法,對(duì)4艘Wigley船以單縱列、雙縱列和"三體船"式編隊(duì)等3種編隊(duì)方式航行時(shí)的興波阻力進(jìn)行計(jì)算分析。通過(guò)對(duì)比分析可知,在F n處于0.3～0.5區(qū)間,采取單列縱隊(duì)可望得到較好減阻效果;在F n處于0.45～0.65區(qū)間,采取"三體船"式編隊(duì)可望得到較好減阻效果。在不同航速下,通過(guò)改變各船間的相對(duì)位置,可獲得減阻效果。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(17)北大核心

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【部分圖文】：

Wigley船型示意圖Fig.1ShipfromoftheWigleyship

lijbij如圖1所示。Wigley船作為阻力計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)模型之一，廣泛用于阻力特性分析和計(jì)算方法驗(yàn)證。參考“海上列車”設(shè)想，取4艘Wigley船組成編隊(duì)單元，采取單縱列、雙縱列和“三體船”式編組等3類典型編隊(duì)方式，編隊(duì)方式及主要隊(duì)形參數(shù)的定義如圖2所示。其中，單縱列航行編組方式的參數(shù)主要為各船間的縱向間距，雙縱列航行編組方式和“三體船”式編組方式的參數(shù)進(jìn)一步增加各船之間的橫向間距。表1Wigley主要船型參數(shù)Tab.1ParametersoftheWigleyship參數(shù)數(shù)值L/B10.0B/T1.60CB0.44Cp0.44CM0.44圖1Wigley船型示意圖Fig.1ShipfromoftheWigleyship圖2編組航行方式與主要隊(duì)形參數(shù)Fig.2Formationsoftheshipsanditsparameters.1.2興波阻力計(jì)算方法考慮興波阻力是中高航速下船舶阻力的主要成分，本文主要對(duì)興波阻力系數(shù)進(jìn)行分析。采用基于Dawson法的2階面源法[4]，取線性自由面條件，船體保持浮態(tài)固定，船體保持固定的初始縱傾和升沉，不隨速度的增大和船體壓力分布變化而變化。計(jì)算程序以多體船興波阻力預(yù)報(bào)程序?yàn)榛A(chǔ)進(jìn)行微調(diào)，適應(yīng)更多種不同航行編組隊(duì)形的要求。采用上述計(jì)算程序，對(duì)Wigley單船計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果[5]進(jìn)行對(duì)比，如圖3所示。計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果相比，趨勢(shì)基本吻合，精度可接受。2減阻分析2.1單列縱隊(duì)航行阻力分析lijl12=l23=l34l12FnCw1Cw04艘Wigley船排成一列縱隊(duì)航行，考慮各船縱向間距相同的情況，即，分別取0.25，0.5，0.75倍水線長(zhǎng)，航速區(qū)間取長(zhǎng)度傅汝德數(shù)為0.2～0.8。計(jì)算中將4艘船看成一個(gè)整體，計(jì)算域在縱向取9倍單船水線長(zhǎng)，在橫向取1.5倍單船水線長(zhǎng)。取水線長(zhǎng)度為單位長(zhǎng)度1，船體縱向分40個(gè)面網(wǎng)格，垂向分14個(gè)面網(wǎng)格，自由液面網(wǎng)格總數(shù)約1萬(wàn)個(gè)。通過(guò)計(jì)算程序

lijbij如圖1所示。Wigley船作為阻力計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)模型之一，廣泛用于阻力特性分析和計(jì)算方法驗(yàn)證。參考“海上列車”設(shè)想，取4艘Wigley船組成編隊(duì)單元，采取單縱列、雙縱列和“三體船”式編組等3類典型編隊(duì)方式，編隊(duì)方式及主要隊(duì)形參數(shù)的定義如圖2所示。其中，單縱列航行編組方式的參數(shù)主要為各船間的縱向間距，雙縱列航行編組方式和“三體船”式編組方式的參數(shù)進(jìn)一步增加各船之間的橫向間距。表1Wigley主要船型參數(shù)Tab.1ParametersoftheWigleyship參數(shù)數(shù)值L/B10.0B/T1.60CB0.44Cp0.44CM0.44圖1Wigley船型示意圖Fig.1ShipfromoftheWigleyship圖2編組航行方式與主要隊(duì)形參數(shù)Fig.2Formationsoftheshipsanditsparameters.1.2興波阻力計(jì)算方法考慮興波阻力是中高航速下船舶阻力的主要成分，本文主要對(duì)興波阻力系數(shù)進(jìn)行分析。采用基于Dawson法的2階面源法[4]，取線性自由面條件，船體保持浮態(tài)固定，船體保持固定的初始縱傾和升沉，不隨速度的增大和船體壓力分布變化而變化。計(jì)算程序以多體船興波阻力預(yù)報(bào)程序?yàn)榛A(chǔ)進(jìn)行微調(diào)，適應(yīng)更多種不同航行編組隊(duì)形的要求。采用上述計(jì)算程序，對(duì)Wigley單船計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果[5]進(jìn)行對(duì)比，如圖3所示。計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果相比，趨勢(shì)基本吻合，精度可接受。2減阻分析2.1單列縱隊(duì)航行阻力分析lijl12=l23=l34l12FnCw1Cw04艘Wigley船排成一列縱隊(duì)航行，考慮各船縱向間距相同的情況，即，分別取0.25，0.5，0.75倍水線長(zhǎng)，航速區(qū)間取長(zhǎng)度傅汝德數(shù)為0.2～0.8。計(jì)算中將4艘船看成一個(gè)整體，計(jì)算域在縱向取9倍單船水線長(zhǎng)，在橫向取1.5倍單船水線長(zhǎng)。取水線長(zhǎng)度為單位長(zhǎng)度1，船體縱向分40個(gè)面網(wǎng)格，垂向分14個(gè)面網(wǎng)格，自由液面網(wǎng)格總數(shù)約1萬(wàn)個(gè)。通過(guò)計(jì)算程序

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]波浪中多船近距離并行航行的水動(dòng)力干擾研究[J]. 許勇,董文才.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2014(04)
[4]高速輕型穿浪雙體船船型及性能試驗(yàn)研究[J]. 董文才,夏翔,左文鏘,陸文理.  中國(guó)造船. 2008(03)



本文編號(hào)：3484657