低阻高效江海直达集装箱船船型优化设计与试验

发布时间：2021-11-23 21:00

　　在全球大力推进绿色航运,开发绿色船舶的大背景下,以1 100 TEU江海直达型集装箱船为研究对象,开展艏艉线型和节能装置的优化设计工作,使该船型具有低阻、高效的快速性能;同时,使设计的节能装置具有明显的增效作用。数值计算与模型试验对比分析结果表明,该船型满足更高的节能减排指标要求。 

【文章来源】：上海船舶运输科学研究所学报. 2020,43(03)

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【部分图文】：

兴波阻力计算分析结果

通过对艏部和艉部进行线型优化设计,得到满足限制条件的最优方案;结合全船的排水量要求,对整体线型进行光顺处理,形成最终的线型优化方案。经过CFD数值计算评估,得到最终优化船型的减阻效果相比初始船型达到11%。表1 vs=11 kn情况下3种线型方案CFD阻力值对比 方案 Rtm-CFD/N Pe/kW 0.38B 34.00 1 195.4 0.40B 34.98 1 242.5 0.45B 35.52 1 268.6 注:Rtm-CFD为数值计算船模总阻力; Pe为有效功率

尽管CFD数值分析在船型优化设计中起到了重要作用,但最终的优化效果仍需经过模型试验验证。完成线型优化设计和节能附体优化设计之后,根据最终的优化方案,按模型缩尺比加工模型,通过阻力试验和自航试验等模型试验验证该方案下船舶的快速性能和附体的节能效果;同时,试验得到的剩余阻力系数、自航因子和螺旋桨收到功率等参数的模拟结果验证数值计算方法的可靠性。静水快速性数值计算和模型试验见图4。模型试验结果表明:优化船型的剩余阻力系数相比母型船明显减小(见图5),阻力性能优良,优化效果明显;艉部流态较好,推进效率较高(见图6)。同时,有效功率的计算值与试验值相比,计算值的误差只有0.24%(见表2),证明该船采用的数值计算方法和策略具有较高的计算精度。节能装置对比试验结果表明,该船加装舵球之后收到功率约可下降2%,与数值模拟得出的节能效果吻合(见图7)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]直型艏与常规球艏静水阻力与波浪增阻比较研究[J]. 陈霞萍,陈伟民,陈兵,柳卫东.  中国造船. 2014(01)
[2]江海直达船船型设计的特点[J]. 许维德.  华南理工大学学报(自然科学版). 1994(03)



本文编号：3514635