局部氣墊雙體船航行阻力預(yù)報方法與阻力特性研究.pdf

1、局部氣墊雙體船(PACSCAT)是一種以寬片體雙體船為基礎(chǔ)，輔以局部氣墊作為支撐的新概念復(fù)合船型，以其吃水淺、航速高、機動靈活等特點在軍事和民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。局部氣墊雙體船具有獨特的墊升系統(tǒng)與其氣封系統(tǒng)，水動力性能較其它船型有很大的不同，存在種類繁多、關(guān)系錯綜復(fù)雜的阻力成分，相應(yīng)的阻力特性會隨航速發(fā)生較大的變化。為了獲得阻力性能優(yōu)良的船型，有必要探討分析各阻力成分的變化規(guī)律，以及相互間的影響。
　　局部氣墊雙體船船型新穎

2、，與側(cè)壁式氣墊船在片體結(jié)構(gòu)、氣墊排水比重等方面存在較大差異，現(xiàn)有的理論方法不能完全適用于該船型的阻力性能預(yù)報。為此，本文采用試驗與理論分析相結(jié)合的方法，研究了該船型的阻力預(yù)報方法，探究了阻力特性，為船型研發(fā)和分析提供參考。
　　1、局部氣墊雙體船船型新穎，可供參考的資料較少，通過對船型特點的分析確定了從工作原理相似的側(cè)壁式氣墊船入手。首先從試驗、理論及數(shù)值三方面回顧了國內(nèi)外關(guān)于側(cè)壁式氣墊船船型阻力成分、阻力預(yù)報方法的研究進展，分析

3、了現(xiàn)有興波阻力和氣封阻力預(yù)報方法對于局部氣墊雙體船阻力預(yù)報存在的不足和難點，提出了本文擬采用的研究方法；
　　2、根據(jù)具體條件建立了局部氣墊雙體船阻力試驗方法。針對局部氣墊雙體船阻力試驗系統(tǒng)復(fù)雜、圍裙系統(tǒng)敏感度高等特點設(shè)計了船模與氣封系統(tǒng)以及墊升系統(tǒng)，提出了完整的試驗方案和設(shè)備操作流程，通過重復(fù)性試驗驗證了試驗方法的可行性和可靠性。利用該試驗方法研究了局部氣墊雙體船阻力特性，總結(jié)了阻力、縱傾、升沉、泄流等隨航速的變化規(guī)律。并在此基

4、礎(chǔ)上，從總阻力角度分析了墊升流量對局部氣墊雙體船阻力性能的影響；
　　3、基于Neumann-Michell理論，通過數(shù)學(xué)變換消除現(xiàn)有側(cè)壁式氣墊船興波阻力計算方法中的水線積分，避免了水線積分和物面積分兩者相減造成的誤差。利用多項式擬合法對格林函數(shù)局部項進行了數(shù)值求解，提出了可用于研究局部氣墊雙體船和側(cè)壁式氣墊船近場興波波形的興波阻力計算方法。在此基礎(chǔ)上研究了波向角的積分范圍、寬體船型方尾修正和粘壓阻力等問題，建立了氣墊分割壓力分布

5、模型，分析了格林函數(shù)局部項對近場興波的影響；
　　4、以試驗現(xiàn)象為基礎(chǔ)，分別建立了首尾氣封阻力計算模型。在首氣封阻力計算模型中，假設(shè)首氣封僅有浸水部分發(fā)生了褶皺變形，其形狀利用三次曲線表示，根據(jù)氣封在水動力和墊升力兩者間的受力平衡建立變形模型。在尾氣封阻力計算模型中，忽略了幅值較小的外囊縮進變形，將尾氣封的雙囊圍裙繞連接點的轉(zhuǎn)動變形假設(shè)為具有剛度系數(shù)的彈簧片，基于鉸鏈氣封建立尾氣封阻力計算模型。在此基礎(chǔ)上，研究了浸深高度、航速和墊