一种减摇舭龙骨的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种减摇舭龙骨的设计方法，包括：确定舭龙骨的长度及其沿船长方向的布置范围；确定舭龙骨的安装点及其外形最大允许宽度；确定一条经过最大横剖面处的安装点、在舭龙骨布置范围内的船体表面流线，作为安装线；截取若干位置的船体横剖线，确定各位置舭龙骨的外形最大允许宽度，绘制舭龙骨的外形最大允许宽度限界线；确定舭龙骨结构最大宽度，绘制舭龙骨的结构最大宽度限界线；选取外形最大允许宽度限界线和结构最大宽度限界线中宽度更小的部分进行拼接，并设计舭龙骨首、尾端的宽度渐变线，得到最终的舭龙骨宽度限界线；开展舭龙骨的结构设计。本发明专利技术设计的减摇舭龙骨比采用传统方法设计的具有更大的宽度和面积、更大的横摇阻尼。

A design method of anti-rolling keel

The invention discloses a design method of anti-rolling bilge keel, which includes: determining the length of bilge keel and the arrangement range along the captain direction; determining the installation point of bilge keel and the maximum allowable width of its shape; determining a installation point passing through the maximum cross section and a flow line on the hull surface within the arrangement range of bilge keel as the installation line; cutting the transverse section lines of the hull at several positions; Determine the maximum allowable width of the bilge keel in each position, draw the maximum allowable width boundary of bilge keel's shape, determine the maximum width of bilge keel's structure, draw the maximum width boundary of bilge keel's structure, select the maximum allowable width boundary of shape and the smaller part of the maximum width boundary of structure, and design the width gradient of bilge keel's head and tail. The final width limit of bilge keel is obtained, and the structural design of bilge keel is carried out. The anti-rolling bilge keel designed by the invention has larger width and area and larger rolling damping than that designed by the traditional method.

【技术实现步骤摘要】
一种减摇舭龙骨的设计方法
本专利技术涉及舭龙骨的
，尤其涉及一种减摇舭龙骨的设计方法。
技术介绍
舭龙骨是船舶上普遍采用的一种简便有效的减摇装置，其减阻作用主要来源于横摇阻尼的增加。舭龙骨的长度有一定的有效范围，一般方形系数越小的船，其舭龙骨的有效长度也越小。在舭龙骨长度确定的情况下，出于安全考虑，船舶设计界还要求舭龙骨宽度不应超出最大横剖面的限界框。在此背景下，长期以来，业内形成一种约定俗成的设计舭龙骨外形的传统方法，即首先根据船型确定舭龙骨有效长度，然后根据重心高度、最大横剖面的舭部形状及其限界框的尺寸等确定舭龙骨最大宽度，并且在舭龙骨有效长度的绝大部分长度范围内都保持所述最大宽度，仅在舭龙骨有效长度的首尾两端较小的长度范围内由所述最大宽度逐渐减小至零。按照该方法设计出来的舭龙骨虽然外形较规则，加工方便，但其减摇效果往往并不能满足船型总体设计要求，尤其是方形系数较小的船型和对横摇运动要求较高的船型，还需要另外安装其他类型的减摇装置，如减摇水舱、被动式或主动式减摇鳍等，不仅导致船舶设计和建造成本增加，而且造成船上设备所占空间和重量都明显增大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种减摇舭龙骨的设计方法，在相同的舭龙骨的有效长度范围内，按本专利技术的设计方法设计得到的减摇舭龙骨的面积明显大于按前述传统设计方法设计的减摇舭龙骨的面积，从而具有更好地减摇效果。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种减摇舭龙骨的设计方法，其中，包括：步骤S1：根据目标船型的主尺度参数和船体型线特点，确定舭龙骨的长度和所述舭龙骨沿船长方向的布置范围；步骤S2.1：提供目标船型的最大横剖面的横剖线图，所述横剖线图以船长方向为横坐标轴方向，以船宽方向为纵坐标轴方向；步骤S2.2：在所述横剖线图上绘制由船底基线或舭部升高线与船宽限界线相交形成的最大横剖面限界框的框角；步骤S2.3：绘制从所述框角的顶点指向船体中心线上的重心高度位置点的直线，所述直线与最大横剖面的横剖线的交点即为所述舭龙骨在最大横剖面处的安装点；步骤S2.4：所述安装点至所述框角的顶点的直线距离即为最大横剖面处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度；步骤S3：确定一条经过所述安装点、且在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内的船体表面流线，所述船体表面流线即为所述舭龙骨在船体上的安装线；步骤S4.1：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内截取若干第一位置的横剖线，并标记每一所述第一位置的横剖线与所述安装线之间的第一交点；步骤S4.2：绘制每一所述第一位置的横剖线的第一法线，且每一所述第一法线均经过相应的所述第一交点；步骤S4.3：标记若干所述第一法线与所述最大横剖面限界框的第二交点，所述第一交点与所述第二交点间的距离即为相应的所述第一位置处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度；步骤S5：以若干所述第一位置为横坐标、以相应的所述第一位置处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度为纵坐标绘制若干第三点，用样条曲线连接若干所述第三点即为所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内的所述舭龙骨的外形最大允许宽度的第一限界线；步骤S6.1：根据舭龙骨结构强度设计要求、结构加工便利性、结构尺寸对阻力性能的影响，在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内确定所述舭龙骨的结构最大宽度；步骤S6.2：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内，以所述舭龙骨的结构最大宽度为纵坐标绘制水平线，得到所述舭龙骨的结构最大宽度的第二限界线；步骤S7.1：选取所述第一限界线、所述第二限界线中在纵坐标轴船宽方向上宽度更小的部分进行拼接；步骤S7.2：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内，确定合适的所述舭龙骨的首端部分和所述舭龙骨的尾端部分的舭龙骨长度范围，在所述舭龙骨长度范围内设计舭龙骨宽度渐变线，将所述舭龙骨的宽度渐减至零，即得到舭龙骨的宽度限界线；步骤S7.3：在所述舭龙骨的宽度限界线内设计减摇舭龙骨的外形轮廓；步骤S8：设计减摇舭龙骨的结构。上述的减摇舭龙骨的设计方法，其中，在所述步骤S2.2中，当所述最大横剖面的底部无舭部升高时，在所述横剖线图上用所述船底基线和所述船宽限界线相交形成所述最大横剖面限界框的框角；当所述最大横剖面的底部有舭部升高时，在所述横剖线图上用所述舭部升高线和所述船宽限界线相交形成所述最大横剖面限界框的框角。上述的减摇舭龙骨的设计方法，其中，在所述步骤S3中，在拖曳水池开展对应吃水和航速工况的船模流线试验，或通过计算流体力学软件计算设计对应吃水和航速工况的船体表面流线分布，根据所述船模流线试验的试验结果或根据所述计算流体力学软件的计算结果，确定所述船体表面流线。上述的减摇舭龙骨的设计方法，其中，在所述步骤S7.3中，在所述舭龙骨的宽度限界线的限制范围内，可根据不同需求设计面积尽可能大的减摇舭龙骨的外形轮廓。上述的减摇舭龙骨的设计方法，其中，在所述步骤S8中，针对所述舭龙骨的宽度较小的部分，如满足结构强度要求，则采用平板形式。上述的减摇舭龙骨的设计方法，其中，在所述步骤S8中，针对所述舭龙骨的宽度较大的部分，设计尽可能小的加强型结构以满足结构强度要求；上述的减摇舭龙骨的设计方法，其中，在所述步骤S8中，针对所述舭龙骨的宽度由小变大或由大变小的过度区域，对加强型结构的尺寸进行渐变调整，使所述舭龙骨上表面和下表面的曲面光顺过渡，以降低曲面形状变化对阻力性能的影响。本专利技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：(1)本专利技术设计的减摇舭龙骨在相同的长度、相同的布置范围、相同的最大横剖面限界框等限定条件下比采用传统方法设计的舭龙骨具有更大的宽度和面积、更大的横摇阻尼，因而具有更佳的减摇效果.(2)本专利技术设计的减摇舭龙骨可以在一定程度上降低甚至取消对其他附加减摇装置的需求，从而降低设计和建造成本，减小船上设备占用空间和重量。附图说明图1是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的舭龙骨沿船长布置范围内的船体分站横剖线图。图2是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的最大横剖面处舭龙骨的外形最大允许宽度的示意图。图3是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的舭龙骨在船体上的安装线的侧投影图。图4是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的某分站横剖线处舭龙骨的外形最大允许宽度的示意图。图5是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的舭龙骨外形最大允许宽度限界线和舭龙骨结构最大宽度限界线的示意图。图6是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的最终的舭龙骨宽度限界线的示意图。图7是应用本专利技术设计的舭龙骨外形轮廓与按传统方法设计的舭龙骨外形轮廓平面展开对比示意图。图8是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的舭龙骨宽度较小区域的平板形舭龙骨的示意图。图9是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的舭龙骨宽度较大区域的一种加强型舭龙骨结构的示意图。图10是本专利技术的减摇舭龙骨的设计方法的舭龙骨宽度较大区域的另一种加强型舭龙骨结构的示意图。附图中：1、横剖线；2、横剖线；3、横剖线；4、重心高度位置点；5、舭部升高线；6、船宽限界线；7、直线段；8、安装线；9、横剖线；10、直线段；11、外形最大允许宽度限界线；12、结构最大宽度限界线；13、舭龙骨宽度限界线；14、舭龙骨外形平面展开轮廓；15、舭龙骨外形平面展开轮廓；16、平板结构；17、“y”型结构；18、"A"型结构。具体实施方式下面结合附图和具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减摇舭龙骨的设计方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据目标船型的主尺度参数和船体型线特点，确定舭龙骨的长度和所述舭龙骨沿船长方向的布置范围；步骤S2.1：提供目标船型的最大横剖面的横剖线图，所述横剖线图以船长方向为横坐标轴方向，以船宽方向为纵坐标轴方向；步骤S2.2：在所述横剖线图上绘制由船底基线或舭部升高线与船宽限界线相交形成的最大横剖面限界框的框角；步骤S2.3：绘制从所述框角的顶点指向船体中心线上的重心高度位置点的直线，所述直线与最大横剖面的横剖线的交点即为所述舭龙骨在最大横剖面处的安装点；步骤S2.4：所述安装点至所述框角的顶点的直线距离即为最大横剖面处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度；步骤S3：确定一条经过所述安装点、且在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内的船体表面流线，所述船体表面流线即为所述舭龙骨在船体上的安装线；步骤S4.1：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内截取若干第一位置的横剖线，并标记每一所述第一位置的横剖线与所述安装线之间的第一交点；步骤S4.2：绘制每一所述第一位置的横剖线的第一法线，且每一所述第一法线均经过相应的所述第一交点；步骤S4.3：标记若干所述第一法线与所述最大横剖面限界框的第二交点，所述第一交点与所述第二交点间的距离即为相应的所述第一位置处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度；步骤S5：以若干所述第一位置为横坐标、以相应的所述第一位置处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度为纵坐标绘制若干第三点，用样条曲线连接若干所述第三点即为所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内的所述舭龙骨的外形最大允许宽度的第一限界线；步骤S6.1：根据舭龙骨结构强度设计要求、结构加工便利性、结构尺寸对阻力性能的影响，在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内确定所述舭龙骨的结构最大宽度；步骤S6.2：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内，以所述舭龙骨的结构最大宽度为纵坐标绘制水平线，得到所述舭龙骨的结构最大宽度的第二限界线；步骤S7.1：选取所述第一限界线、所述第二限界线中在纵坐标轴船宽方向上宽度更小的部分进行拼接；步骤S7.2：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内，确定合适的所述舭龙骨的首端部分和所述舭龙骨的尾端部分的舭龙骨长度范围，在所述舭龙骨长度范围内设计舭龙骨宽度渐变线，将所述舭龙骨的宽度渐减至零，即得到舭龙骨的宽度限界线；步骤S7.3：在所述舭龙骨的宽度限界线内设计减摇舭龙骨的外形轮廓；步骤S8：设计减摇舭龙骨的结构。...

【技术特征摘要】
1.一种减摇舭龙骨的设计方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据目标船型的主尺度参数和船体型线特点，确定舭龙骨的长度和所述舭龙骨沿船长方向的布置范围；步骤S2.1：提供目标船型的最大横剖面的横剖线图，所述横剖线图以船长方向为横坐标轴方向，以船宽方向为纵坐标轴方向；步骤S2.2：在所述横剖线图上绘制由船底基线或舭部升高线与船宽限界线相交形成的最大横剖面限界框的框角；步骤S2.3：绘制从所述框角的顶点指向船体中心线上的重心高度位置点的直线，所述直线与最大横剖面的横剖线的交点即为所述舭龙骨在最大横剖面处的安装点；步骤S2.4：所述安装点至所述框角的顶点的直线距离即为最大横剖面处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度；步骤S3：确定一条经过所述安装点、且在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内的船体表面流线，所述船体表面流线即为所述舭龙骨在船体上的安装线；步骤S4.1：在所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内截取若干第一位置的横剖线，并标记每一所述第一位置的横剖线与所述安装线之间的第一交点；步骤S4.2：绘制每一所述第一位置的横剖线的第一法线，且每一所述第一法线均经过相应的所述第一交点；步骤S4.3：标记若干所述第一法线与所述最大横剖面限界框的第二交点，所述第一交点与所述第二交点间的距离即为相应的所述第一位置处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度；步骤S5：以若干所述第一位置为横坐标、以相应的所述第一位置处的所述舭龙骨的外形最大允许宽度为纵坐标绘制若干第三点，用样条曲线连接若干所述第三点即为所述舭龙骨沿船长方向的布置范围内的所述舭龙骨的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊小青，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31