高速三体船加翼消波减阻方法技术

一种高速三体船加翼消波减阻方法，在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼。其优点是：十分有助于克服高速三体船推广应用中高速三体船中体兴波对侧体的直接作用引起的侧体喷溅、附加兴波这一不利因素，按本高速三体船加翼消波减阻优化设计方法优化设计出的高速三体船消波翼可以显著消减高速三体船中体兴波及其对侧体直接作用导致的侧体喷溅、附加兴波，本方法通用于各种类型、尺度和用途的高速三体船消波翼优化设计，推广应用后可以获得十分巨大的经济效益和军事效益，同时还具有节能减排、防治环境污染以及气候变化等战略意义；另外本发明专利技术属于船舶水动力学和船型学领域的基本原理揭示和基本方法发明专利技术，具有十分重大的理论意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶水动力学和船型学
，具体的说是一种高速三体船加翼消 波减阻方法。
技术介绍
高速三体船本身就是一种优良的新船型，应用(前景)十分广泛，既可用作民船， 也可用作军船；即可用作小型艇也可用作中大型船舶，适用的排水量为百吨级船舶、千吨级 船舶、直到万吨级船舶。国外已有数艘千吨级高速三体船付诸实用，其中包括民船和军船， 国内尚未有高速三体船付诸实用。在国际、国内的高速三体船研究和应用中发现，高速三体 船中体兴波对侧体的直接作用十分严重，使侧体喷溅现象及其引起的喷溅阻力显著增加， 也使侧体附加兴波阻力显著增加。这种现象已被国内外视为高速三体船推广应用的不利因o
技术实现思路
本专利技术的目的是研制一种在高速三体船行驶过程中起消波、防溅和减阻作用的高 速三体船加翼消波减阻方法。本专利技术，包括在高速三体船型中体首部水线下的 近水面位置加装消波翼。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置两侧加装消波翼。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼的位置参数 为af为消波翼纵距，消波翼翼面水平投影横向对称线至船舯的距离，如图1(a)中的 af所示。hf为消波翼浸深，如图1(b)中的hf所示。^为消波翼横距消波翼纵向对称线距离中船体对称面的距离，如图1(c)中的^所7J\ o在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼的安装夹角 af为消波翼的弦线与水平线的夹角，如图2中的示，图1(a)实例中的消波翼安装角 af = 0°，在应用中可以取af乒0°。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼的下反角 为消波翼下反角从横剖图上看高速三体船消波翼翼面与水平线的夹角即为高速三体船消 波翼下反角，如图3中的所示。图1(c)中的高速三体船消波翼，下反角3f = 0°，在 应用中可取为= 0或3f^0。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼的几何尺寸参 数为翼展长s 消波翼展长即消波翼的横向长度，如图4所示。翼剖面弦长c 消波翼弦长即消波翼横剖面弦长，通俗地说就是消波翼剖面的纵 向宽度，如图4、5所示。剖面厚度t 消波翼剖面厚度即消波翼横剖面面线到背线之间最大距离，通俗说 就是消波翼各横剖面垂向厚度最大值，如图5所示。拱度f 消波翼拱度即消波翼横剖面面线到背线间距离中点连线到外弦线高度的 最大值，如图5所示。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼剖面型式为弓 形、机翼形或其他剖面形状。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼翼面形式为水 平面视图轮廓形式，通常的翼面形式为矩形、梯形、半椭圆形或其他轮廓形状，图4所示消 波翼水平面视图轮廓形式为矩形，图6所示波翼水平面视图轮廓形式为梯形翼面和半椭圆 形翼面。通常以尖削比(或相当尖削比)nf来描述消波翼翼面宽沿展向的分布，为翼端宽 度(或翼梢相当宽度)与翼根宽度之比，对矩形翼面nf= 1.0，实际应用中尖削比可以小 于1.0，如梯形翼面和半椭圆形翼面尖削比均小于1.0。尖削比对消波翼消波减阻效果略有 影响，但影响不大，作为选定的输入参数(非计算参数)，通常就取为1.0。在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼，消波翼的位置尺寸参 数、几何尺寸参数和相应的加消波翼三体船兴波阻力均可在下列算式中得到兴波阻力Rw计算公式表示为 上述高速三体船消波翼参数定义和确定方法如下①高速三体船消波翼纵距af_消波翼翼面水平投影横向对称线至船舯的距离，如 图1(a)中的af所示。af是影响消波翼减阻效果的重要参数，作为优化设计计算参数，按下 文兴波阻力计算公式结合遗传算法等方法优化计算确定。af通常为主动型优化设计参数， 为输出参数。②高速三体船消波翼浸深hf_消波翼横剖面形心距水平面的距离，如图1(b)中的 hf所示。hf是影响消波翼减阻效果的重要参数，作为优化设计计算参数，按下文兴波阻力计 算公式结合遗传算法等方法优化计算确定，在计算过程中还要加上约束条件在高速三体 船航行过程中消波翼不出水面。hf通常为主动型优化设计参数，为输出参数。③高速三体船消波翼横距pf_消波翼纵向对称线距离中船体对称面的距离，如图 1(c)中的pf所示。pf是影响消波翼减阻效果的重要参数，作为优化设计计算参数，按下文 兴波阻力计算公式结合遗传算法等方法优化计算确定其初值，Pf最终取值应等于消波翼纵 向位置处的船宽值，即Pf与af相对应的，故Pf通常为随动型优化设计参数，为输出参数。④高速三体船消波翼安装角af-消波翼的弦线与水平线的夹角，如图2中的af 所示，图1(a)实例中的消波翼安装角af = 0°，在应用中可以取。％是影响消 波翼减阻效果的重要参数，作为优化设计计算参数，按下文兴波阻力计算公式结合遗传算 法等方法优化计算确定。a f通常为主动型优化设计参数，为输出参数。⑤高速三体船消波翼展长s-高速三体船消波翼展长即消波翼的横向长度，翼展 长以s表示，如图4所示。s是影响消波翼减阻效果的重要参数，作为优化设计计算参数，按 下文兴波阻力计算公式结合遗传算法等方法优化计算确定，在计算过程中还要加上约束条 件消波翼最大翼展长不应使其翼梢超过中体船最大船宽。s通常为主动型优化设计参数， 为输出参数。⑥高速三体船消波翼弦长c-高速三体船消波翼弦长即高速三体船消波翼横剖面 弦长，通俗地说就是消波翼剖面的纵向宽度，翼剖面弦长以c表示，如图4、5所示。c是影响 消波翼减阻效果的重要参数，作为优化设计计算参数，按下文兴波阻力计算公式结合遗传 算法等方法优化计算确定其初值，c最终取值与安装角a f和消波翼剖面厚度t相关。c可 作为主动型或随动型优化设计参数，为输出参数。⑦高速三体船消波翼剖面厚度t_高速三体船消波翼剖面厚度即高速三体船消波 翼横剖面面线到背线之间最大距离，通俗说就是消波翼各横剖面垂向厚度最大值，消波翼 剖面厚度以t表示，如图5所示。该参数作为优化设计计算参数，按下文兴波阻力计算公式 结合遗传算法等方法优化计算确定其初值，t与安装角a f、弦长c相对应，其最终取值与安装角a f和消波翼剖面弦长c相关。t可作为主动型或随动型优化设计参数，为输出参数。⑧高速三体船消波翼剖面拱度f_高速三体船消波翼拱度即高速三体船消波翼横 剖面面线到背线间距离中点连线到外弦线高度的最大值，如图5所示。翼横剖面拱度与翼 横剖面型式、翼横剖面厚度相对应，由翼横剖面型式、翼横剖面厚度确定，消波翼拱度以f 表示，f为随动型优化设计参数，为输出参数。⑨高速三体船消波翼横剖面型式_高速三体船消波翼剖面型式有弓形和机翼形 两种，如图1(b)中的消波翼剖面即为弓形剖面，如图2中的消波翼剖面即为机翼形剖面；如 图5(a)所示剖面即为弓形剖面，图5(b)所示剖面即为机翼形剖面。翼横剖面型式作为选 定的输入参数(非计算参数)，为设计计算、加工制造简便可取为弓形剖面；为进一步提高 消波翼的消波减阻效率可取为机翼形剖面。⑩高速三体船消波翼下反角0 f"从横剖图上看高速三体船消波翼翼面与水平线 的夹角即为高速三体船消波翼下反角，如图3中的所示。图1(c)中的高速三体船消波 翼，下反角= 0°，在应用中可取为= 0或3f#0。消波翼下反角3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速三体船加翼消波减阻方法，其特征在于：在高速三体船型中体首部水线下的近水面位置加装消波翼。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王中，卢晓平，崔焰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]