高耐波性單體復(fù)合船型構(gòu)型及水動(dòng)力性能研究.pdf

1、在高性能新船型的研究開發(fā)過程中，大力提升艦船的耐波性成為研究人員的共識(shí)。哈爾濱工程大學(xué)研發(fā)出一種單體復(fù)合船型，該船型在船體艏部底端加裝了由流線型半潛體和一對(duì)艏鰭組成的減搖組合附體，在保持阻力性能基本不變的情況下，實(shí)現(xiàn)了耐波性大幅提升。本文的工作是在前期研究的基礎(chǔ)上，從主船體型線和附體裝置兩方面對(duì)復(fù)合船型進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，開發(fā)出阻力性能和耐波性能更優(yōu)的復(fù)合船型，并通過理論計(jì)算和模型試驗(yàn)對(duì)其水動(dòng)力性能進(jìn)行研究。
　　 新型復(fù)合船型的構(gòu)型

2、理念，是在原復(fù)合船型的基礎(chǔ)上采用深V型主船體提升艦船的耐波性，通過加裝艉板裝置解決深V船型帶來的靜水阻力性能下降問題，通過集成深V船型、減搖組合附體技術(shù)和艉板減阻技術(shù)，開發(fā)出阻力性能和耐波性能更優(yōu)的單體深V復(fù)合船型。
　　 基于以上構(gòu)型理念，以某圓舭船型為母型，進(jìn)行了深V船型改造，從生成的多個(gè)備選方案中選擇快速性優(yōu)良的方案作為復(fù)合船型的主船體。根據(jù)主船體方案，設(shè)計(jì)了減搖組合附體和艉板裝置的主尺度和布局形式，力求在提高艦船耐波性的

3、同時(shí)，盡量減少附體裝置對(duì)快速性的不利影響，甚至使阻力性能略有提高，完成了新型單體復(fù)合船型的構(gòu)型設(shè)計(jì)。利用CFD商用軟件FLUENT對(duì)設(shè)計(jì)的深V船型和深V復(fù)合船型在靜水中的航行情況進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，通過比較兩船型的阻力值和流場(chǎng)特征，檢驗(yàn)了深V復(fù)合船型的靜水阻力性能，分析研究了減搖組合附體和艉板對(duì)艦船阻力性能影響的作用機(jī)理。
　　 隨后，對(duì)深V船型V0、加裝減搖組合附體的復(fù)合船型Va，以及加裝減搖組合附體和艉板的復(fù)合船型Vaf進(jìn)行了水

4、池模型的靜水阻力試驗(yàn)和耐波性試驗(yàn)，通過各船型試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，研究了新構(gòu)建深V復(fù)合船型的阻力性能和耐波性能，分析了減搖組合附體和艉板對(duì)快速性和耐波性的影響。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)切片法不能預(yù)報(bào)所研發(fā)的復(fù)合船型耐波性的問題，本文基于減搖組合附體和艉板的作用機(jī)理，考慮粘性及動(dòng)升力影響，分別采用橫向流理論和RANS方程數(shù)值計(jì)算方法對(duì)相關(guān)水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行了修正，采用STF法對(duì)復(fù)合船型的縱向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了預(yù)報(bào)。將預(yù)報(bào)結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證和比較