T型翼和尾压浪板对WPC耐波性影响研究

发布时间：2017-05-06 12:16

  本文关键词：T型翼和尾压浪板对WPC耐波性影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：穿浪双体船（WPC）是一种新型高性能船型，出现了四十多年。穿浪双体船较单体船拥有更为宽阔的甲板面积，可以运送更多的货物和旅客，而其航速可高达40-50kn。然而在恶劣海况下，高速运行的舰船会产生剧烈的摇荡，这对旅客和货物的安全有着不利影响。如何改善舰船运动耐波性，对于在恶劣海况下旅客舒适性、船舶安全以及更好发挥舰船的优良性能有着重要的意义。 对穿浪双体船纵向运动进行减摇研究，采用STF二维切片理论对其进行耐波预报，并采用T型翼和尾压浪板改善耐波性。 T型翼出现了近二十年，尾压浪板则出现近半个世纪。T型水翼一般安装在穿浪双体船的前体，较好的改善了运动最为剧烈的船体首部。尾压浪板安装在穿浪双体船的尾部，除了起到改善耐波的作用，还可以起到减少阻力的作用，让减摇附体在改善舰船运动耐波性的同时而不至于增加过多的阻力。 T型翼主要受到自由液面的影响，可以查阅很多的理论和实验方面的研究，而尾压浪板水动力性能极却及其复杂，受到了方尾、自由液面及鸡尾流等多方面因素的耦合影响，因而目前很难见到尾压浪板水动力性能理论方面的研究，而更多的是定性实验研究。本文采用势流理论，，考虑自由液面推导T型翼升力公式，并进一步考虑方尾、自由液面及鸡尾流的耦合影响,对尾压浪板升力进行研究，推导出的尾压浪板升力系数斜率和零升力攻角公式。推导的T型翼和尾压浪板的升力公式和实验结果较好的吻合。用此升力公式处理耐波计算的水翼部分，研究单独使用T型翼和尾压浪板以及二者耦合对穿浪双体船耐波性影响，并对T型翼和尾压浪板对舰船纵向减摇影响作精细分析。 对于穿浪双体船耐波计算，应用势流理论求解水动力系数，采用STF二维切片理论预报高速穿浪双体船纵向运动耐波性。目前对于带T型翼和尾压浪板的舰船进行耐波预报，大多数以定常翼理论处理T型翼和尾压浪板，然而高航速航行时升沉和纵摇峰值预报结果较实验结果偏大。为改善高速穿浪双体船耐波性预报，振动翼理论首次应用到穿浪双体船耐波性预报中的水翼处理上，较好的解决了预报结果偏大问题，并对振动水翼减摇机理进行了阐述，峰值的预报误差减小。振动翼的引入，不仅仅改善了舰船运动耐波性预报的精确性，更为今后从理论上优化水翼来改善耐波性做了更好的前期预研工作。
【关键词】：T型翼 尾压浪板 升力 振动翼 耐波性
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.32
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目次6-8
• 符号表8-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究的背景、目的及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究目的及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.3 本文的主要研究工作16-18
• 第二章 穿浪双体船的耐波性研究18-34
• 2.1 穿浪双体船在波浪中的运动方程组18-20
• 2.1.1 坐标系18-19
• 2.1.2 入射波19
• 2.1.3 运动方程组19-20
• 2.2 恢复力系数20-21
• 2.3 水动力系数的计算21-26
• 2.3.1 势流理论21-22
• 2.3.2 水动力计算公式22-23
• 2.3.3 细长体假设和切片方法23-25
• 2.3.4 水动力系数和波浪扰动力（力矩）表达式25-26
• 2.4 二维辐射势的 Frank 求解26-30
• 2.4.1 基本假设和定解条件27
• 2.4.2 Frank 源分布法27-29
• 2.4.3 不规则频率和伪共振29-30
• 2.5 方尾修正30-31
• 2.6 流体粘性作用的影响31-33
• 2.7 不规则波上的运动响应预报33
• 2.8 本章小结33-34
• 第三章 T 型翼和尾压浪板升力公式推导34-40
• 3.1 T 型翼升力34-35
• 3.2 尾压浪板升力35-39
• 3.2.1 升力系数斜率35-37
• 3.2.2 零升力角37-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 振动翼修正耐波预报40-50
• 4.1 水翼减摇机理40
• 4.2 水翼修正40-42
• 4.3 Kelvin 冲量和线性理论的升力和力矩一般表达式42-45
• 4.4 周期性振动翼线性理论45-46
• 4.5 振动翼在耐波性中的应用46-49
• 4.5.1 升沉振动翼46-47
• 4.5.2 纵摇振动翼47-48
• 4.5.3 波浪中振动水翼水动力系数48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第五章 理论计算与实验研究50-66
• 5.1 计算对象及船模耐波性试验50-53
• 5.1.1 WPC-X 穿浪双体船主要尺度和参数50-51
• 5.1.2 船模试验51-53
• 5.2 T 型翼和尾压浪板实验与计算结果53-60
• 5.2.1 尾压浪板实验及计算分析53-55
• 5.2.2 T 型翼实验及计算分析55-57
• 5.2.3 T 型翼和尾压浪板对穿浪双体船耐波性影响57-60
• 5.3 振动翼减摇计算与实验60-65
• 5.3.1 WPC-Ⅰ耐波计算与实验对比60-63
• 5.3.2 WPC-Ⅲ耐波计算与实验对比63-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 全文总结与研究展望66-68
• 6.1 全文总结66
• 6.2 研究展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 学术论文和科研成果目录73
• 1、攻读硕士学位期间发表的论文73
• 2、攻读硕士学位期间获得奖项73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘晓东,李百齐,朱德祥;方艉船流动的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2003年02期

2 邵世明,王云才;尾压浪板对高速艇阻力性能的影响[J];中国造船;1981年01期

3 刘英和;吴启锐;许晟;杨帅;侯国祥;;Theodorsen振动翼修正高速穿浪双体船耐波性预报[J];武汉理工大学学报;2013年09期

  本文关键词：T型翼和尾压浪板对WPC耐波性影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：348405