大型集装箱船风洞试验研究

发布时间：2021-07-13 06:49

　　为了研究大型集装箱船不同装载形式下上层建筑的阻力特性,以14 000箱集装箱船为对象进行空载吃水和设计吃水2种工况的风洞试验,得到其在水面以上建筑物的横向阻力系数、纵向风阻系数和力矩系数。试验结果表明:随着风向角的不断增大,2种工况的纵向风阻力系数都呈现正弦曲线的变化规律,同时存在2个方向相反的阻力峰;横向风阻力系数则呈抛物线变化规律,并且在受到正横风时设计吃水的风阻系数较大,同时其力矩系数也明显较大,由于集装箱船结构重心处于舯后位置,偏航力矩并不完全遵循正弦曲线变化规律。 

【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(19)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

试验模型及坐标系Fig.1Testmodelandcoordinatesystem1.2风洞试验

indforcesandmomentsactingonships[C]//MiniSymposiumonPredictionofShipmanoeuvringPerformance.Tokyo:JapanMarineDynamicsResearchSub-Committee,2001:8392.[9]HADDARAMR,GUEDESSoaresC.Windloadsonmarinestructures[J].MurineStructures,1999,12:199–209.[10]图3不同风向角下纵向风阻系数曲线Fig.3Longitudinalwindresistancecoefficientcurvesunderdifferentwinddirection图4不同风向角下横向风阻系数曲线Fig.4Transversewindresistancecoefficientcurvesunderdifferentwinddirection图5不同风向角下力矩曲线Fig.5Momentcurvesunderdifferentwinddirection·64·舰船科学技术第42卷

要参数见表2。风洞试验测力采用单支杆腹部支撑系统，该系统主要由迎角机构、侧滑角机构和支杆机构组成。采用该系统支撑的模型可实现两自由度方向的旋转功能，即模型的迎角和侧滑角。试验时，模型连接到天平上，天平连接到支撑系统上。本次试验用地板模拟水面，为防止试验过程中模型震颤碰到地板，地板与集装箱船船底之间的距离为20mm。试验时，针对模型的各个状态，阶梯式改变模型的侧滑角对模型气动力及力矩进行测量。0°～180°每15°改变一次角度，共13个角度。试验风速为25m/s。图2集装箱设计吃水风阻试验Fig.2Draftdesignresistancetunneltestofcontainership2试验结果对模型气动力及力矩进行测量。定义力系数：CFX=FX/(ρAfu2/2)，(1)CFY=FY/(ρAcu2/2)，(2)CN=N/(ρAfu2L/2)。(3)式中：船舶所受风阻包括沿船长方向的纵向力（阻力）FX；船宽方向上的横向力（侧向力）FY；偏航力矩CN；ρ为空气密度；u为风洞来流速度，β为迎风角。由图3可以看出，随风向角的阶梯式改变，空载吃水和设计吃水2种工况的纵向风阻系数都呈现出接近正弦曲线变化的趋势，同时存在2个方向相反的阻力峰。在风向角接近β=45°和β=135°时二者的风阻系数值都达到机极值；当β=0°时，由于船舶受到正横风的作用，在纵向上并不存在风阻分量，所以沿船长方向的纵向风阻系数为0。对于空载吃水和设计吃水的横向风阻系数，在风向角β=0°和β=180°，船舶正迎风状态和正顺风状态时，船舶受到的风力横向分量为0。随着风向角由正迎风转到正横风后?

【参考文献】：
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本文编号：3281575