江海直达船型气膜减阻装置设计研究

发布时间：2020-09-24 08:32

　　 气膜减阻技术,是一种船舶节能减排实用技术,其中气膜减阻装置开发设计是技术应用实施关键之一。江海直达船型是国家打造综合立体交通走廊实施长江经济带战略中重点发展的船型,以江海直达船为研究对象,探究气膜减阻装置设计的关键技术,以实现该类船综合节能的目标,意义重大,符合国家坚持人与自然和谐发展,绿水青山就是金山银山的发展理念。当前国内外关于气膜减阻领域的研究,在研究对象上以往主要针对中高速船,对于中低速运输船的研究是近几年内才出现的新方向,其中针对低速、肥大的大型江海直达船上的应用成果相对较少,且大多偏向理论研究,工程化应用不足。为此,本文采用了理论分析,模型试验和数值模拟的综合方法,研究适用于江海直达船型的气膜减阻装置设计的关键问题,为工程化应用奠定基础。本文首先理论分析了江海直达船气膜减阻装置设计要点,“喷气法”气膜减阻装置组成模块,以及影响减阻效果的气膜减阻装置关键设计参数,如喷气级数、喷缝位置、喷气流量、喷气角度、喷缝尺寸等。接着,采用模型试验研究方法,通过模型试验总体方案,以及试验模型和关键设备的设计,研究喷气级数,喷缝位置,喷气流量等设计参数对减阻效果的影响;再通过试验结果修正数值计算模型,运用数值模拟方法补充模型试验条件下的流场信息,分析出喷气角度和喷缝尺寸与减阻效果的影响关系,并探讨几何相似船模气膜减阻阻力换算方法。最后,以目标船节能效果为目标,综合评估了气膜减阻装置对船舶减阻效果,推进效率和能耗的影响,优选出目标船气膜减阻装置设计参数为:在江海直达船底板距船艏30%L和45%L处布置喷缝,双级喷气,缝宽0.4‰L(L为船舶总长),喷气角度90°,喷气流量大小用喷气雷诺数Re_(air)表示,即Re_(air)=178.0。论文研究结果表明,“喷气法”气膜减阻装置的设计应用,可有效降低目标船的能耗,达到节能减排的效果。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664
【部分图文】：

实船气膜减阻装置示意图

气腔实物图

船底喷孔布置图

【参考文献】

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本文编号：2825507