多船编队航行减阻可行性分析
发布时间：2021-11-09 04:49
为探索多船编队航行减阻可行性,开展典型编队形式下的兴波阻力计算与分析研究。采用基于Dawson法的2阶面源法,对4艘Wigley船以单纵列、双纵列和"三体船"式编队等3种编队方式航行时的兴波阻力进行计算分析。通过对比分析可知,在F n处于0.3～0.5区间,采取单列纵队可望得到较好减阻效果;在F n处于0.45～0.65区间,采取"三体船"式编队可望得到较好减阻效果。在不同航速下,通过改变各船间的相对位置,可获得减阻效果。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(17)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
Wigley船型示意图Fig.1ShipfromoftheWigleyship
lijbij如图1所示。Wigley船作为阻力计算的标准模型之一，广泛用于阻力特性分析和计算方法验证。参考“海上列车”设想，取4艘Wigley船组成编队单元，采取单纵列、双纵列和“三体船”式编组等3类典型编队方式，编队方式及主要队形参数的定义如图2所示。其中，单纵列航行编组方式的参数主要为各船间的纵向间距，双纵列航行编组方式和“三体船”式编组方式的参数进一步增加各船之间的横向间距。表1Wigley主要船型参数Tab.1ParametersoftheWigleyship参数数值L/B10.0B/T1.60CB0.44Cp0.44CM0.44图1Wigley船型示意图Fig.1ShipfromoftheWigleyship图2编组航行方式与主要队形参数Fig.2Formationsoftheshipsanditsparameters.1.2兴波阻力计算方法考虑兴波阻力是中高航速下船舶阻力的主要成分，本文主要对兴波阻力系数进行分析。采用基于Dawson法的2阶面源法[4]，取线性自由面条件，船体保持浮态固定，船体保持固定的初始纵倾和升沉，不随速度的增大和船体压力分布变化而变化。计算程序以多体船兴波阻力预报程序为基础进行微调，适应更多种不同航行编组队形的要求。采用上述计算程序，对Wigley单船计算结果与模型试验结果[5]进行对比，如图3所示。计算结果与模型试验结果相比，趋势基本吻合，精度可接受。2减阻分析2.1单列纵队航行阻力分析lijl12=l23=l34l12FnCw1Cw04艘Wigley船排成一列纵队航行，考虑各船纵向间距相同的情况，即，分别取0.25，0.5，0.75倍水线长，航速区间取长度傅汝德数为0.2～0.8。计算中将4艘船看成一个整体，计算域在纵向取9倍单船水线长，在横向取1.5倍单船水线长。取水线长度为单位长度1，船体纵向分40个面网格，垂向分14个面网格，自由液面网格总数约1万个。通过计算程序
lijbij如图1所示。Wigley船作为阻力计算的标准模型之一，广泛用于阻力特性分析和计算方法验证。参考“海上列车”设想，取4艘Wigley船组成编队单元，采取单纵列、双纵列和“三体船”式编组等3类典型编队方式，编队方式及主要队形参数的定义如图2所示。其中，单纵列航行编组方式的参数主要为各船间的纵向间距，双纵列航行编组方式和“三体船”式编组方式的参数进一步增加各船之间的横向间距。表1Wigley主要船型参数Tab.1ParametersoftheWigleyship参数数值L/B10.0B/T1.60CB0.44Cp0.44CM0.44图1Wigley船型示意图Fig.1ShipfromoftheWigleyship图2编组航行方式与主要队形参数Fig.2Formationsoftheshipsanditsparameters.1.2兴波阻力计算方法考虑兴波阻力是中高航速下船舶阻力的主要成分，本文主要对兴波阻力系数进行分析。采用基于Dawson法的2阶面源法[4]，取线性自由面条件，船体保持浮态固定，船体保持固定的初始纵倾和升沉，不随速度的增大和船体压力分布变化而变化。计算程序以多体船兴波阻力预报程序为基础进行微调，适应更多种不同航行编组队形的要求。采用上述计算程序，对Wigley单船计算结果与模型试验结果[5]进行对比，如图3所示。计算结果与模型试验结果相比，趋势基本吻合，精度可接受。2减阻分析2.1单列纵队航行阻力分析lijl12=l23=l34l12FnCw1Cw04艘Wigley船排成一列纵队航行，考虑各船纵向间距相同的情况，即，分别取0.25，0.5，0.75倍水线长，航速区间取长度傅汝德数为0.2～0.8。计算中将4艘船看成一个整体，计算域在纵向取9倍单船水线长，在横向取1.5倍单船水线长。取水线长度为单位长度1，船体纵向分40个面网格，垂向分14个面网格，自由液面网格总数约1万个。通过计算程序
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于几何力学的水面无人艇艇群控制技术[J]. 况阳,顾颖闽. 舰船科学技术. 2019(23)
[2]五体船侧体布局及兴波阻力优化[J]. 段晔鑫,刘源,王毅,唐桂林. 舰船科学技术. 2015(03)
[3]波浪中多船近距离并行航行的水动力干扰研究[J]. 许勇,董文才. 应用数学和力学. 2014(04)
[4]高速轻型穿浪双体船船型及性能试验研究[J]. 董文才,夏翔,左文锵,陆文理. 中国造船. 2008(03)
本文编号：3484657
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(17)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
Wigley船型示意图Fig.1ShipfromoftheWigleyship
lijbij如图1所示。Wigley船作为阻力计算的标准模型之一，广泛用于阻力特性分析和计算方法验证。参考“海上列车”设想，取4艘Wigley船组成编队单元，采取单纵列、双纵列和“三体船”式编组等3类典型编队方式，编队方式及主要队形参数的定义如图2所示。其中，单纵列航行编组方式的参数主要为各船间的纵向间距，双纵列航行编组方式和“三体船”式编组方式的参数进一步增加各船之间的横向间距。表1Wigley主要船型参数Tab.1ParametersoftheWigleyship参数数值L/B10.0B/T1.60CB0.44Cp0.44CM0.44图1Wigley船型示意图Fig.1ShipfromoftheWigleyship图2编组航行方式与主要队形参数Fig.2Formationsoftheshipsanditsparameters.1.2兴波阻力计算方法考虑兴波阻力是中高航速下船舶阻力的主要成分，本文主要对兴波阻力系数进行分析。采用基于Dawson法的2阶面源法[4]，取线性自由面条件，船体保持浮态固定，船体保持固定的初始纵倾和升沉，不随速度的增大和船体压力分布变化而变化。计算程序以多体船兴波阻力预报程序为基础进行微调，适应更多种不同航行编组队形的要求。采用上述计算程序，对Wigley单船计算结果与模型试验结果[5]进行对比，如图3所示。计算结果与模型试验结果相比，趋势基本吻合，精度可接受。2减阻分析2.1单列纵队航行阻力分析lijl12=l23=l34l12FnCw1Cw04艘Wigley船排成一列纵队航行，考虑各船纵向间距相同的情况，即，分别取0.25，0.5，0.75倍水线长，航速区间取长度傅汝德数为0.2～0.8。计算中将4艘船看成一个整体，计算域在纵向取9倍单船水线长，在横向取1.5倍单船水线长。取水线长度为单位长度1，船体纵向分40个面网格，垂向分14个面网格，自由液面网格总数约1万个。通过计算程序
lijbij如图1所示。Wigley船作为阻力计算的标准模型之一，广泛用于阻力特性分析和计算方法验证。参考“海上列车”设想，取4艘Wigley船组成编队单元，采取单纵列、双纵列和“三体船”式编组等3类典型编队方式，编队方式及主要队形参数的定义如图2所示。其中，单纵列航行编组方式的参数主要为各船间的纵向间距，双纵列航行编组方式和“三体船”式编组方式的参数进一步增加各船之间的横向间距。表1Wigley主要船型参数Tab.1ParametersoftheWigleyship参数数值L/B10.0B/T1.60CB0.44Cp0.44CM0.44图1Wigley船型示意图Fig.1ShipfromoftheWigleyship图2编组航行方式与主要队形参数Fig.2Formationsoftheshipsanditsparameters.1.2兴波阻力计算方法考虑兴波阻力是中高航速下船舶阻力的主要成分，本文主要对兴波阻力系数进行分析。采用基于Dawson法的2阶面源法[4]，取线性自由面条件，船体保持浮态固定，船体保持固定的初始纵倾和升沉，不随速度的增大和船体压力分布变化而变化。计算程序以多体船兴波阻力预报程序为基础进行微调，适应更多种不同航行编组队形的要求。采用上述计算程序，对Wigley单船计算结果与模型试验结果[5]进行对比，如图3所示。计算结果与模型试验结果相比，趋势基本吻合，精度可接受。2减阻分析2.1单列纵队航行阻力分析lijl12=l23=l34l12FnCw1Cw04艘Wigley船排成一列纵队航行，考虑各船纵向间距相同的情况，即，分别取0.25，0.5，0.75倍水线长，航速区间取长度傅汝德数为0.2～0.8。计算中将4艘船看成一个整体，计算域在纵向取9倍单船水线长，在横向取1.5倍单船水线长。取水线长度为单位长度1，船体纵向分40个面网格，垂向分14个面网格，自由液面网格总数约1万个。通过计算程序
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于几何力学的水面无人艇艇群控制技术[J]. 况阳,顾颖闽. 舰船科学技术. 2019(23)
[2]五体船侧体布局及兴波阻力优化[J]. 段晔鑫,刘源,王毅,唐桂林. 舰船科学技术. 2015(03)
[3]波浪中多船近距离并行航行的水动力干扰研究[J]. 许勇,董文才. 应用数学和力学. 2014(04)
[4]高速轻型穿浪双体船船型及性能试验研究[J]. 董文才,夏翔,左文锵,陆文理. 中国造船. 2008(03)
本文编号：3484657
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