高性能船水动力原理与设计总结资料
高性能船舶要点

高性能船舶知识概要1绪论1.1什么是高性能船舶?基于不同的流体动力原理,高性能船有不同的类型和船型,可以是排水量船型,还可以是流体动力船型,还可以是不同原理的混合船型。
不管是哪一种船型,它们的共同点是具有高水平的综合航海性能,以及具有完善的满足其主要使用要求的船舶功能。
这样的船舶统称为高性能船舶。
1.2高性能船的特点有哪些?航速高,优良的耐波性能,载运能力较大,经济性好,优美的造型和舒适的舱室空间环境。
1.3什么是傅氏数和容积傅氏数,引入傅氏数的目的是什么?船傅氏数就是傅汝德数,傅氏数(L为船的设计水线长),容积傅氏数(▽为排水体积)。
引入傅氏数的目的:表达船舶相对速度。
1.4航速对船舶首尾吃水的影响规律?(1)当Fr▽<1时,此时航速较低,流体动力所占的比重极小,船体基本上由静浮力支持,船体的航态与静浮时变化不大。
(2)1.0<Fr▽<3.0时,此时随着航速的提高,航态较静浮状态有明显的变化,船首上抬较大,船尾下沉明显,整个船体呈现明显的尾倾现象。
(3)Fr▽<3.0时,此时航速很高,船体吃水变化很大,而且整个船体被托起并在水面上滑行,仅有一小部分船体表面与水接触。
1.5根据流体动支持力的大小船舶运动可分为哪几种运动航态?根据流体动支持力的大小船舶运动可分为排水航行状态,过渡(或半滑行)状态和滑行状态1.6高性能船舶有哪几种类型?高性能船舶主要包括:小水线面双体船,穿浪双体船,滑行船,水翼艇,气垫船,地效翼船,高性能排水式单体船。
1.7高性能船舶航行性能有哪几种研究方法,这些方法的特点是什么?高性能船舶航行性能有三种研究方法:理论计算研究,模型试验研究,实船试验研究,特点如下:理论计算研究特点,高性能船舶是现代高科技应用和发展的产物。
在每种高性能新船型开发研制工作一开始,以船舶水动力学为基础的各种分析计算方法即被引用于性能研究工作,而且收到了比单体船性能研究中使用理论计算方法更好的效果。
造船生产设计知识点总结

造船生产设计知识点总结造船工艺是指通过设计、制造和建造船体所需的技术和工艺过程。
在船舶建造领域中,生产设计是非常重要且必不可少的一部分。
本文将总结一些造船生产设计的核心知识点,以便读者全面了解和应用于实际项目中。
一、船舶设计原理1.1 水动力学原理在船舶设计中,水动力学是一个核心原理。
它研究船体在水中运动的性能,包括阻力、推力、浮力等。
设计师需要了解水动力学的基本概念和计算方法,以便进行船舶外形的优化设计。
1.2 结构力学原理结构力学原理是指在船舶设计中考虑船体结构的强度和稳定性。
设计师需要掌握结构设计的基本原则,包括荷载计算、材料选择和结构设计标准等。
1.3 稳性原理稳性原理是指船舶在水中的平衡性和稳定性。
设计师需要了解稳性计算方法和稳定性要求,以确保船舶在各种工况下都能保持稳定。
二、船舶结构设计2.1 船体外形设计船体外形设计是指确定船舶的尺寸、型号和形状。
设计师需要考虑船舶的使用目的、载货量、船速等因素,以确定最佳的船体外形。
2.2 船体内部布局设计船体内部布局设计是指确定船舱、机舱、船舶设备等各个功能区域的位置和布置。
设计师需要考虑到船体结构的强度和稳定性,并合理安排各个功能区域的布局。
2.3 船体结构设计船体结构设计是指确定船体的结构布置和连接方式。
设计师需要考虑到船舶的荷载和使用要求,选择合适的结构材料和连接方式,确保船体的强度和稳定性。
三、生产工艺设计3.1 分段建造分段建造是一种常用的船舶建造工艺。
它将船体分割成多个可独立制造的小段,然后逐段制造和组装。
设计师需要确定合理的分段方案和制造顺序,以便提高生产效率和质量。
3.2 焊接工艺焊接是船舶建造中常用的连接方式之一。
设计师需要选择适合的焊接方法和材料,开展焊接工艺评定和焊接接头设计,以确保焊接质量符合要求。
3.3 喷涂工艺船体的喷涂工艺是确保船体表面防腐和美观的重要步骤。
设计师需要选择适合的涂料和喷涂方法,制定喷涂工艺规范,以确保船体的防腐性能和外观质量。
船舶推进装置的水动力性能研究

船舶推进装置的水动力性能研究引言船舶在水中行驶时,推进装置的水动力性能将直接影响船舶的速度、操纵性和燃油消耗等方面。
因此,研究船舶推进装置的水动力性能对于提高船舶的性能和效率具有重要意义。
本文将探讨船舶推进装置的水动力性能研究内容和方法,并介绍一些相关的研究成果。
1.船舶推进装置的水动力性能评价指标船舶推进装置的水动力性能评价指标主要包括推力和效率两个方面。
推力是船舶推进装置产生的向前推动力,其大小决定船舶的速度和加速度。
推力的大小与推进装置叶片设计、排列方式以及水流速度等因素有关。
效率是船舶推进装置将电能或机械能转化为推力的能力。
船舶推进装置的效率高低与其推进效果和能源利用率密切相关。
衡量效率的指标可以是推力系数、推进效率和功率系数等。
2.船舶推进装置的水动力性能研究方法船舶推进装置的水动力性能研究方法主要包括试验研究和数值模拟两种途径。
试验研究是通过在实际船舶或模型上进行推进装置的航行试验来获取相关数据,并进行分析和总结。
试验研究可以得到真实的水动力性能数据,对于解决具体问题具有重要意义。
数值模拟是利用计算机模拟船舶推进装置的水动力性能,通过建立数学模型来预测和分析其性能。
数值模拟方法可以提供更具广泛的数据,同时还可以进行参数的灵活调整和优化设计。
3.船舶推进装置的水动力性能研究成果近年来,船舶推进装置的水动力性能研究取得了一些重要的成果。
例如,研究人员通过试验研究发现,在特定流速下,采用逆止回叶轮的船舶推进装置可以提高推进效率和推力系数。
这种设计能够更好地控制水流,减少能量损耗,提高船舶的性能。
另外,通过数值模拟研究,研究人员发现改变船舶推进装置叶片的形状可以降低水动力噪声和振动。
这项研究对于提高船舶的舒适性和减少环境污染具有重要意义。
4.船舶推进装置的水动力性能研究的挑战与展望船舶推进装置的水动力性能研究仍面临一些挑战。
首先,推进装置的水动力性能受到多种因素的影响,如流场、气候条件和船体运动等,这些因素之间的相互作用非常复杂,需要进一步深入研究。
船舶驱动系统螺旋桨水动力学和推进效率

船舶驱动系统螺旋桨水动力学和推进效率船舶驱动系统中的螺旋桨是推动船舶前进的关键部件,其水动力学和推进效率直接影响到船舶的性能和能源消耗。
本文将从螺旋桨的水动力学原理、螺旋桨的设计与优化以及推进效率的提高等方面进行论述。
一、螺旋桨的水动力学原理螺旋桨是通过利用船舶上的动力来产生推力,进而推动船舶前进。
其工作原理是基于流体力学的一系列原理与方程。
螺旋桨在水中旋转时,会对周围的水流产生扰动,扰动会引起水流的变化,从而产生推力。
螺旋桨的推力主要通过两部分来实现:一是反作用力,即推进物体(船舶)时的力的反作用;二是动压力,即螺旋桨叶片的旋转将周围的水流加速带动起来,形成一个水流的后向压强。
螺旋桨的推力大小与旋转速度、叶片数目、叶片形状、叶片的攻角、桨距等因素有关。
合理地设计这些参数可以提高螺旋桨的推进效率。
二、螺旋桨的设计与优化螺旋桨的设计与优化是提高推进效率的关键。
通过科学合理地设计螺旋桨的叶片形状、旋转速度、攻角等参数,可以使螺旋桨尽可能地利用动力将水流转化为推力,并降低能量损失。
在螺旋桨的设计过程中,需要考虑以下几个因素:1. 叶片形状:螺旋桨的叶片形状对推力的产生和水动力性能有着重要影响。
通常采用的叶片形状有固定式、可调式和可变式等,根据船舶的使用需求选择合适的叶片形状。
2. 叶片角度:叶片角度也称攻角,是指叶片相对于进流方向的偏角。
不同的叶片角度对螺旋桨的推力和效率有不同的影响。
合理选择叶片角度可以提高螺旋桨的推进效率。
3. 桨距:桨距是指螺旋桨上相邻两个叶片之间的距离。
合理选择桨距可以使螺旋桨在转动时形成合适的水流,提高推进效率。
4. 螺旋桨的旋转速度:螺旋桨的旋转速度对船舶的速度和推进效率有直接影响。
适当调整螺旋桨的旋转速度可以使船舶在不同工况下获得最佳的性能和经济效益。
三、推进效率的提高推进效率是指船舶单位动力产生的推进力与单位能源消耗之间的比值。
提高推进效率可以降低船舶的能源消耗,减少对环境的污染。
高性能船水动力原理与设计总结

高性能船水动力原理与设计”思考题及部分答案整理1. 何谓高性能船,其特点是什么?答:具有高水平的综合航海性能,以及具有完善的满足其使用要求的船舶功能,这样的船统称为高性能船舶。
特点:航速高;优良的耐波性能;载运能力较大;经济性好;优美的造型和舒适的舱室空间环境。
2. 高性能船的种类有哪些,其中哪些是排水型船?哪些是水动力支撑?哪些是空气动力支撑?答:小水线面双体船;滑行船;水翼艇;气垫船;地效翼船。
排水型:小水线面双体船;穿浪双体船。
水动力支持:水翼艇。
空气动力支持:气垫船;地效翼船。
3.船型和兴波阻力的关系?P9理论分析和实验表明,在固定的船体参数条件下,舶型的改变对兴波阻力的影响很显著,其中影响最大的是横剖面面积曲线形状,其次是肋骨线型。
船型设计的主要着眼点之一就在于寻求使兴波阻力最小的船型。
对于高性能船,兴波阻力与船体的线型密切相关,其线型设计需要能精确的计算其兴波阻力。
4. 线性兴波阻力理论在船型设计中的作用?当船型参数中船宽B与长度L之比和船宽B与吃水T之比都很小时,就称此船型为薄船,由薄船建立的兴波阻力理论称为薄船理论。
吃水与船长和吃水与船宽的比值都很小的船型称为扁船,由扁船所建立起来的兴波阻力理论称为扁船理论。
对普通的船来说,宽度和吃水与长度相比都很小的,可近似看成细长船;用细长船建立起来的兴波阻力理论称为细长船理论。
米切尔积分计算兴波阻力。
5.船型的概念,船型包含那些内容?P9所谓船型它包括两个方面的内容:一是表征船体形状的特征参数即尺度和系数二是船体形状即线型横剖面面积曲线形状(沿船长方向变化)肋骨线型首尾端轮廓线形状。
6. 随体积傅氏数变化,船舶的航态如何变化,如何划分三种典型航态?答:用体积傅氏数表征船舶的相对速度,船在航行时在垂直方向上的平衡关系为:1)排水航行状态:当0<Fr<1,流体动力占的比重极小,航态与静浮时变化不大,这一状态的船统称为排水型船。
2)过渡状态:当1<Fr<3,船首上抬较大,船尾下沉明显,船体明显尾倾,流体动力明显增大,垂向动力不可忽视,排水体积较静浮力时明显减小。
船舶动力系统的性能分析及优化设计

船舶动力系统的性能分析及优化设计船舶是人类利用海洋、河流等水域进行物资运输的最主要工具之一,因此,船舶动力系统的性能是至关重要的。
船舶动力系统的性能可以通过多种因素影响,例如船体设计、推进系统设计、燃料消耗等。
在本篇文章中,我们将探讨船舶动力系统的性能分析及优化设计,以提高船舶的经济性和环保性。
船体设计船体设计是影响船舶动力系统性能的关键因素之一。
船体设计不仅决定了船舶的速度,还影响了推进系统的性能和燃油消耗。
船体的水动力性能是决定船舶速度的重要因素。
水动力性能的优化可以使得船舶获得更高的速度,从而减少燃油消耗。
船体设计的改进可以包括减小阻力、减少船舶重量和改进外形,这些措施都有助于提高船舶动力系统的性能。
推进系统设计推进系统是船舶动力系统的核心部分。
推进系统的设计可以影响船舶的速度和燃油消耗。
推进系统的性能取决于推进器的选择、工作载荷和马力等因素。
要优化推进系统的设计,需要考虑到船舶航行环境和工作条件。
例如,对于需要快速启动和制动的船舶,液力传动器是一种较好的推进系统选择。
对于需要稳定、高效的推进系统,使用柴油机或气轮机等内燃机是比较经济的选择。
燃料消耗燃料消耗是影响船舶经济性和环保性的重要因素之一。
船舶动力系统的燃油消耗可以通过设计、航行计划和船员的行为来优化。
在设计方面,船体和推进系统的优化可以降低燃油消耗。
在航行计划方面,优化航线和速度可以减少燃油消耗。
在船员行为方面,加强培训和规范操作可以降低燃油消耗并延长设备寿命。
结论综合以上内容,船舶动力系统的性能分析及优化设计是提高船舶经济性和环保性的关键。
船体设计、推进系统设计和燃油消耗都是影响船舶动力系统性能的重要因素。
船舶动力系统的优化设计需要考虑到船舶航行环境和工作条件,并且需要加强船员培训和规范操作以提高船舶动力系统的性能。
舰船水动力性能研究及其在设计中的应用

舰船水动力性能研究及其在设计中的应用舰船是国家海洋力量的象征,所以其设计与制造一直是军事科学技术的重要领域。
作为舰船设计过程的重要组成部分,水动力性能的研究与优化已成为海洋工程领域的难点和热点问题。
水动力性能是指船在水中运行时所受到的各类阻力、推进力和流体力学效应等因素的影响。
例如,重载电子导弹驱逐舰就需要具备较强的加速性能和超过20节的高航速,以适应现代化特战需要;而补给舰则需要具备较低的阻力和较高的传动效率,以便能够长时间巡航。
舰船水动力性能的研究内容主要包括:船体的流体力学性能、船舶动力学性能、推进性能、操纵性能等。
1. 船体的流体力学性能船体的流体力学性能是指船体在运行过程中,与周围水体之间产生的各种相互作用,如阻力、流场分布、气泡、压力脉动等水动力现象的研究。
流体力学性能的研究对于船舶的性能、控制和设计都具有重要的作用。
如在设计新型舰船时,科学地评价船体的流体力学性能可以节省一定的生产成本,降低交船完成时间。
同时,研究船体的流体力学性能也有助于提高船舶的速度性能和耐波性能。
2. 船舶动力学性能船舶动力学性能主要是指船舶在水中运动过程中所受到的各种力学影响和变化,如浪陡型、姿态、加速度等。
船舶动力学性能的研究有助于评估航速性能和船舶姿态,进而指导航行和能源使用等方面。
对于大型军舰,动力学性能评估也是一个关键问题。
船舶在海上要面临着复杂多变的海域和气候环境,而唯有考虑一些船体的动力学参数,方可更好地维持航行方向,避免受到外界风力和海浪等影响。
3. 推进性能推进性能主要是指船体的推进方式和方法及效率等问题。
对于各种类型的舰船,在选择船体动力方面,需要根据不同的载重和航速等运输条件采用最为合理的动力配置。
推进效率直接影响船体能源利用和航速等技术性参数,因此在推进性能的评估方面,需要根据现代先进的流体力学方法和数值模拟技术,通过模拟分析和实验验证,来评估船舶的推进效率。
4. 操纵性能操纵性能主要是指船体在海面上的航行及航向操纵等方面的性能。
第1章 绪论-高性能船舶原理

1.5 高性能船舶耐波性评估标准
• 耐波性包括安全性与舒适性。 • 国际标准化组织(ISO)卫生与安全委员会 (HSC)船舶耐波性执行标准:
(垂向加速度;横向加速度;横摇角;纵摇角) – 正常运营安全标准; – 预定最坏条件安全标准; – 舒适性标准; – 结构设计标准;
高速双体船 (“合资企业号”是澳大利亚造船公司设计和制造的)
(5)优美的造型和舒适的舱室空间环
境。
1.2 船舶水动力技术与船型的演变 1.2.1 船舶航态与船舶性能 随着航速的提高,船舶的航态会因流体 动支持力的比重不同而发生变化。讨论船舶 航态与航速的关系时,因为船舶的吃水和水 线长度要随航速的变化而发生改变,这时已 不能再假设船舶设计水线等于船舶静止时的 水线长度。 在这种情况下不宜使用长度傅氏数来作为 船舶的相对速度,而通常用与船舶重量相关 的容积傅氏数来表示船舶的相对速度,因为 静浮时排水容积的大小与航速无关。
船舶相对速度:
长度傅氏数: Fr V ,L为船舶水线长 gL
体积傅氏数: V Fr ,为船舶排水体积 1 g 3
图中的曲线表示船舶以不同航速运动时,船 体各部位的升沉变化情况。
船体垂直方向上的力平衡关系
g 1 LD 排水量;1 - 排水体积;LD - 流体动升力 1 )排水航行状态; 2)过渡(半滑行)状态 ; 3)滑行状态;
排水量船型; 流体动力船型; 不同原理的混合船型。
追求高水平的综合航海性能,以及具有 完善的使用功能。
“高水平的综合航海性能”: 最重要的标志是高速性能和优良的耐波 性能。 其次是经济性好、载运能力较大,以及 环境舒适和形态美。
二、高性能船的特点 (1)优良的耐波性能; (2)航速高; (3)载运能力较大; (4)经济、安全;
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高性能船水动力原理与设计”思考题及部分答案整理1. 何谓高性能船,其特点是什么?答:具有高水平的综合航海性能,以及具有完善的满足其使用要求的船舶功能,这样的船统称为高性能船舶。
特点:航速高;优良的耐波性能;载运能力较大;经济性好;优美的造型和舒适的舱室空间环境。
2. 高性能船的种类有哪些,其中哪些是排水型船?哪些是水动力支撑?哪些是空气动力支撑?答:小水线面双体船;滑行船;水翼艇;气垫船;地效翼船。
排水型:小水线面双体船;穿浪双体船。
水动力支持:水翼艇。
空气动力支持:气垫船;地效翼船。
3.船型和兴波阻力的关系?P9理论分析和实验表明,在固定的船体参数条件下,舶型的改变对兴波阻力的影响很显著,其中影响最大的是横剖面面积曲线形状,其次是肋骨线型。
船型设计的主要着眼点之一就在于寻求使兴波阻力最小的船型。
对于高性能船,兴波阻力与船体的线型密切相关,其线型设计需要能精确的计算其兴波阻力。
4. 线性兴波阻力理论在船型设计中的作用?当船型参数中船宽B与长度L之比和船宽B与吃水T之比都很小时,就称此船型为薄船,由薄船建立的兴波阻力理论称为薄船理论。
吃水与船长和吃水与船宽的比值都很小的船型称为扁船,由扁船所建立起来的兴波阻力理论称为扁船理论。
对普通的船来说,宽度和吃水与长度相比都很小的,可近似看成细长船;用细长船建立起来的兴波阻力理论称为细长船理论。
米切尔积分计算兴波阻力。
5.船型的概念,船型包含那些内容?P9所谓船型它包括两个方面的内容:一是表征船体形状的特征参数即尺度和系数二是船体形状即线型横剖面面积曲线形状(沿船长方向变化)肋骨线型首尾端轮廓线形状。
6. 随体积傅氏数变化,船舶的航态如何变化,如何划分三种典型航态?答:用体积傅氏数表征船舶的相对速度,船在航行时在垂直方向上的平衡关系为:1)排水航行状态:当0<Fr<1,流体动力占的比重极小,航态与静浮时变化不大,这一状态的船统称为排水型船。
2)过渡状态:当1<Fr<3,船首上抬较大,船尾下沉明显,船体明显尾倾,流体动力明显增大,垂向动力不可忽视,排水体积较静浮力时明显减小。
3)滑行状态:当3>Fr,船体被托在水面上航行,仅有一小部分船体和水面接触,吃水减小,静浮力减小,艇体几乎完全由流体动升力支持。
瘦长船舶:船的长宽比较大的船舶,尤其是高速排水式的船和瘦长船型最为接近。
船型:包括船的外观形状,尺度,特征参数以及型线。
7修长度对高速排水型船的影响?对体积付氏数大于3的情况如何?8. 影响耐波性的船型参数有哪些?(图2-4)P101)贝尔的耐波性品级指标中影响耐波性的船型参数有哪些?2)莫尔在研究船型与耐波性的关系中,影响纵向运动的船型参数有哪些?答:1)有6个参数:中前水面面积系数CWF ;中后水面面积系数CWA;吃水船长比T/L;C/L,其中C为龙骨截至点至首垂线距离;中前竖向棱形系数CVPF ;中后竖向棱形系数CVPA。
2)由纵摇角有义值公式可知有如下几个参数:水线面系数Cw,方形系数Cb,浮心在中横剖面前的纵向位置相对船长的百分比LCB,船长比船宽L/B,船长比吃水L/T,实船纵向质量惯性半径Ryy。
9. 常用高速方艉圆舭排水型船阻力计算方法有哪些?图谱方法有哪些?P16图谱运用范围答:有图谱法和回归分析法。
图谱法有:英国皇家物理实验室的高速圆舭NPL 系列图谱法;原苏联的《方尾图谱》法,瑞典SSPA高速小型排水型艇系列。
10. 单体圆舭高速船的船型特点?答:书13页(1)船的长度较长。
长度系数ψ=L/ v1/3的增大对于快速性还是耐波性来说都会有好处,增大船体的瘦长比使静水阻力和波浪阻力都能减小。
瘦长比为10的极瘦的船即使是在高海情下,速度损失也不会超过5%。
(2)船底横向斜升角较大,向深V发展. 船底升高越大,冲击加速度越小。
(3)船的排水体积和重量后移。
(4)干舷适当。
首部较尖(水线进角较小)的艇,因储备浮力比较小,首部干舷往往需要加大。
这有利于保证避免甲板的上浪和淹湿。
11. 方艉船型的水动力特点?答:随着航速的不断提高,方艉船的尾部水流的流动情况也在不断地变化。
在低速时,因为方尾尾部水流不能沿着船体的底部和两侧向后迅速脱离开船体,所以在尾后形成大量的漩涡。
在Fr>0.45的高速时,船尾部的水流具有足够的动能以克服粘性的影响而迅速脱离船的尾部。
方尾尾板之后不再出现漩涡,而是船侧和船底的水流在船后某个位置发生交汇,形成“空穴”。
这段长度称为“虚长度”,相当于增加了船体长度,使船体的修长度系数加大。
同时,又使船长Fr数减小。
可以减小兴波阻力,从而降低兴波阻力。
12. 方艉船型的特征参数(b/B,β)及其对水动力性能的影响?P24答:相对尾板宽度b/B和尾封板底部横向斜升角β都是表达方尾特征的船型参数,反映方艉船后体收缩程度的无因次量。
b/B越小,β越大,则方尾的尾板面积越小,说明船的后体相对尖瘦,这在低速时对减小船体的粘压阻力有利;反之,即收缩程度越大,则在高速时对减小船体的兴波阻力有利。
低速时后体的收缩程度直接影响到漩涡水流区域的大小,高速时,会影响到“虚长度”的大小。
13.方尾船虚长作用14. 为什么深V船型的耐波性好?P32答:深V型船的砰击概率要比与它相当的圆舭型船低得多,这主要是因为深V型船吃水深,尖舭的折角线无论是对横摇运动还是纵摇运动都有更大的阻尼作用,因此在同等情况下横摇幅度和纵摇幅度均比一般圆舭船小。
同时,由于横向斜升角越大,吃水较深,对减小纵摇运动幅度有利。
深V型船的后体均保持有较大的底部横向斜升角,这使得其纵摇轴更接近于艇的重心纵向位置。
因此纵摇固有周期应当比常规的圆舭型艇要短,在风浪中更容易引起谐振。
但由于纵摇轴移到舯部件,则不仅转动惯性半径减小而且转动力矩减小。
可以认为这是深V型船首部冲击加速明显减小的主要原因。
15. 单体深V高速船的船型特点?P25答:①横剖面呈V字型,舭部呈折角尖舭形状,底部横向斜升角β≥20°,横剖线呈直线或近乎直线②首部附近的龙骨下沉到基线以下即反向龙骨坡度,甚至形成类似于球首的形状,横剖面更加升V③整个后体横剖面底部斜升角β设计成不变或几乎不变,以增加尾板附近的升沉和横剖面积④后体设有短舭龙骨和尾鳍⑤船体形状简单,易建造。
14. 试比较深V船型与常规圆舭船型的水动力特点?P30答:①阻力:随着航速的升高,深V船型的尾倾比圆舭型要好,且低速时浅水阻力要好,说明升V船型在浅水中达到的航速比圆舭型船要高②耐波性:与圆舭型船相比,深V船型斜升角大于20度,发生的纵摇较小,垂向加速度较低,顺浪时显著减小了首摇,因而具有非常好的航向稳定性③稳性:由于横剖面呈V 型,在舭中型深相同的时,深V型船比圆舭型船重心要高,但深V型船有较大的型宽和丰满的水线面,因此稳性好得多。
15. 画出典型圆舭和深v船型横剖面图。
16. SSB的作用?P33答:①SSB首增大了船舶的阻尼力和静回复力,减小了纵摇运动②SSB船型在短波时对升沉幅值的响应低于常规船型,在长波时则相反③SSB带有固定的减纵摇鳍,明显减小纵摇和升沉17. 据试验结果,书(P34~37)分析不同参数的SSB首对阻力和耐波性的影响。
答:形状变化对其运动影响:随着剖面宽度的依次增大,纵摇的的幅值和加速逐渐减小。
深度的影响:改变SSB的浸水深度对减小船的剩余阻力有明显的效果,但对运动性能影响不大。
18. 高速双体船的船型特征及其优缺点?P38答:普通双体船是由两个对称的,具有相同线型且平行布置的水下部分(片体)组成。
两片体在水面以上由连接桥牢固的连接在一起,连接桥的底部距水面有一定高度,用特殊形状的外板来封底。
优点:①片体的长度系数和长宽比较大,航速较高时仍能保持低兴波状态,明显减小兴波阻力和形状阻力,因此具有良好的快速性②良好的居住条件和宽敞的甲板面积,能有效降低自重和造价③稳性好静水中横摇衰减快,则在不规则波上摇摆消失得快④两螺旋桨轴线和片体间距较大,因而双体船具有良好的操纵性和机动性⑤受侧风时比单体船产生的横漂小⑥双体船推进器位于片体的中纵剖面上,处于船体的伴流中,浆效更高⑦双体船稳性好,卸货时不必严格按配载表进行。
缺点:①片体间存在兴波干扰,增加了阻力②湿面积大,片体间绕流速度高,因此摩擦阻力较大③船壳面积大,相同载重时排水量较大,从而增加了阻力。
19. 高速双体船的阻力特性,分析两片体间干扰阻力产生原因?P39+Rr+△R,其中△R是两片体间的附加干扰阻力,它是由兴波干扰和粘答:Rt=Rf性干扰组成,是双体船特有的阻力成分。
其中波系干扰既发生于首、尾横波系间,也发生于不同片体的散波系。
双体船两片体的散波在中心线处发生交汇而产生干扰。
双体船的片体绕流与孤立的片体的绕流之差别是前者为非对称的,由于内侧的绕流受到两片体的挤压,流速明显增大,只是片体内侧的边界层厚度发生变化,甚至导致漩涡而产生粘性干扰。
20.亚浪板和阻流板(intecepter)的作用?21. 临界速度和无效干扰速度概念,画出典型普通高速双体船的兴波阻力曲线并分析其特点?P42答:临界速度:对两个并列的片体研究表明,Fr=0.5是区分低速双体船和高速双体船的临界航速Frc。
无效干扰速度:船模试验表明,存在一个傅汝德数Fr0,当Fr> Fr0时,则高速双体船片体间的兴波处于无干扰或有利干扰状态。
(阻力曲线略)曲线分析如下:对于Fr<Frc=0.5的低临界速度区域,双体船在低兴波状态下航行,兴波阻力虽然较小,但兴波干扰现象严重,在剩余阻力曲线上呈现有剧烈振荡的峰谷点;当Fr>Frc =0.5时,双体船的兴波阻力随着航速的增加而降低,此时兴波阻力曲线上的微小波动主要是由于片体间的散波干扰所引起,横波的干扰始终处于有利的状态。
22. 分析修长度系数及片体间距对双体船阻力影响?P43~45答:1、修长度系数增加使片体间的阻力干扰减弱,特别是使片体间的兴波阻力附加干扰减弱。
可见双体船型适合于高速航行。
当设计的双体船必须采用较小的片体间距时,其片体尺度和船型系数的确定应利用行波干扰特性以获得最小的兴波阻力是完全可能的。
2、双体船的兴波附加干扰阻力与片体间距有关,片体间距决定了两个片体间散波交汇点的位置及横波的重合程度。
片体间距越大,则散波交汇点的位置越推向船后,横波的重合度越小,片体间的兴波干扰越小。
23. 如何估算双体船阻力?有哪些方法?P51答:1、阿尔费里耶夫高速双体船剩余阻力图谱2、利用双体母型资料和影响系数估算双体船的阻力3、利用单体母型船资料和图谱估算双体船的阻力。
23. 试分析双体船航行升沉与纵倾变化的特点,设计中如何计及其影响?在Fr=0.4~0.7的范围,由于片体干扰的结果使双体船的纵倾角比单体船明显增大.而片体间距越大,干扰效应影响越小,双体船的纵倾越接近单体船的情况. 在这个航速以外,干扰影响很小.同时还发现: 干扰对纵倾影响最严重的速度范围也正是在相对应于阻力干扰最不利的航速范围.在的速度范围,双体Fr<0.5船的下沉值比单体船要大,而且随着航速增大而增大, 在Fr=0.5 附近达到极大值.在Fr<0.5的低速和中速范围, 对于双体船必须要考虑由于船体过大的下沉所需要增加的干舷值和连接桥底部与水面的最小间隙值, 这是与单体船所不同的.当Fr>0.5时随着片体长宽比的增大,无论是双体船还是单体船它们的航行纵倾角将随着Fr的增大而减小,而在Fr=0.5附近船体的下沉也将有所减小.24. 为什么双体船会发生螺旋运动?双体的存在使小水线面双体船的横向尺度增大、横向尺度与纵向尺度很接近, 所以使双体船的横摇固有周期与纵摇固有周期也很接近。