高速滑行艇约束模式下的喷溅阻力特性研究

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基于Fine／Marine的钝体滑行艇水动力性能的数值模拟

具体参数见表２。１．３数值计算方法基于Ｆｉｎｅ／Ｍａｒｉｎｅ软件的钝体滑行艇静水约
第一作者：凌杰（１９９０一），男，硕士，助教
研究方向：船舶流体力学性能
２２
２０Ｉ
凌杰基于Ｆｉｎｅ／Ｍａｉｒｎｅ的钝体滑行艇水
第４６卷２０１７年１１月
船海工程 Байду номын сангаас
ＳＨＩＰ＆０ＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ１．４６
ＮＯＶ．２０１７
ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ — ７９５３．２０１７．ｓ２．Ｏ０７
等相关参数，结果表明，Ｆｉｎｅ／Ｍａｉｔｎ软件模拟水动力特性是可行的，且内凹斜升型减阻效果最好，为后续滑行
艇减阻方案设计提供参考依据。关键词：钝体滑行艇；Ｆｉｎｅ／Ｍａｒｉｎｅ；水动力性能中图分类号：Ｕ６６１．３文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－７９５３（２０１７）￥２－００２２－０４
及喷溅特性对滑行艇及其他高性能船舶的水动力
性能及运动预报具有非常重要的理论意义和工程实用价值。
针对横剖面底部斜升形式为直线、外凸和内
【
Ｉ
凹型３种钝体滑行艇在约束模式下，纵倾角ｒ＝３．０。，航速Ｖ＝２．０ｍ／ｓ，钝体横向斜升角＝５。、１０。、１５。、２０。开展数值模拟，研究了钝体水动力性

三体滑行艇阻力试验研究

三体滑行艇阻力试验研究
孙华伟;邹劲;黄德波;邓锐
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2011(032)007
【摘要】为了验证三体滑行艇超高速航行能力,研究其阻力特征和船型特点,通过船模试验测量了不同排水量、重心位置下的阻力、纵倾角和升沉,研究了压浪条对阻力与航态的影响.试验结果表明:三体滑行艇2个辅助片体的存在加大了高速航行时气动升力的影响,改善了其水动力性能,具有优异的纵向稳定性和极小的兴波与喷溅,在Fr(v) ＞8条件下仍能稳定航行,航行过程中出现2次明显的阻力峰和航态变化,第2次航态变化幅度小于第1次,压浪条对高速航行时的航态有一定的改善作用.【总页数】4页(P858-861)
【作者】孙华伟;邹劲;黄德波;邓锐
【作者单位】哈尔滨工程大学多体船技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学多体船技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学多体船技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学多体船技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】U661.22
【相关文献】
1.多附体对滑行艇静水阻力及航态影响的试验研究 [J], 张作琼;邓锐;李超;冯峰;曲先强
2.三体槽道滑行艇阻力模型试验研究 [J], 苏玉民;王硕;沈海龙
3.网格因素对三体滑行艇阻力计算影响探究 [J], 邹劲;姬朋辉;孙寒冰;任振
4.滑行艇喷溅阻力特性模型试验研究 [J], 王志东;凌杰;吴娜;凌宏杰;高雷
5.一种适用于大方形系数半滑行艇的浅槽消波艇型和阻力的试验研究 [J], 刘杨;张海华;杨佑宗;王伟;胡江平
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高速滑行艇的纵向运动分析与仿真研究

高速滑行艇的纵向运动分析与仿真研究许蕴蕾【摘要】针对喷水推进滑行艇的高速滑行原理,建立了其非线性的纵向运动数学模型.首先分析了滑行艇在高速滑行过程中的受力,详细地推导了艇体受到的重力、浮力和动升力,并根据喷水推进器的工作原理,推导了喷水推进力的表达式:然后建立了喷水推进滑行艇的非线性纵向运动数学模型;最后设计了基于该模型的滑行艇纵向运动预报软件,并进行了高速滑行的操纵性仿真试验,仿真结果与船模试验数据吻合较好,表明了该模型能够较准确的预报喷水推进滑行艇在静水中的纵向运动.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2011(022)001【总页数】5页(P21-25)【关键词】纵向运动;滑行艇;喷水推进;动升力;数学模型【作者】许蕴蕾【作者单位】七○八研究所,上海200011【正文语种】中文【中图分类】U661.33;TP391.9滑行艇与一般排水式船舶相比具有很大的不同，排水式船舶的重量基本由船体受到的静浮力支持；而滑行艇则不然，当其航速较高时，艇重的大部分被作用于底部的滑行升力所支持，此时的吃水比静浮时大为减少。

当遇到汹涛时，还会发生严重砰击，使之在海浪中剧烈地颠簸。

有时还可出现飞越一个波峰，而掉落在下一个波峰上的现象。

与排水式船舶相比，滑行艇的运动预报将有很大不同。

由于问题比较复杂，过去对滑行艇耐波性的研究，只能靠经验或试验来获得所需之数据。

目前，国际上预报高速艇在波浪中纵向运动的方法基本上有三种:（1）对排水船耐波性理论计算中常用的切片法进行湿表面积变化修正，如日本学者别所正利的修正切片法［1］;（2）采用Wanger水动力冲量理论的切片方法，如Zarnic的非线性模型［2］; （3）最近开始研究的直接求解Navier-Stokes方程的方法［3］。

此外，董文才等建立了考虑动升力影响的纵向垂直面内的运动数学模型［4］，Y.Ikeda等对滑行艇的纵摇和横摇的耦合运动进行了研究［5］，美国戴维逊（Davidson）实验室船池进行了棱柱形滑行艇模型在规则迎浪及不规则波中的耐波性系列试验，得到了各主要因素对波浪中运动响应的影响规律，分析规则波试验结果也得到一些定性的研究结果。

翼滑艇水动力特性实验研究

翼滑艇水动力特性实验研究陈淑玲，杨松林（江苏科技大学，船舶与海洋工程学院，江苏，镇江，212003）摘要：本文选择具有浅V滑行面及T型水翼11.8m翼滑艇进行船模实验研究。

选择两个不同的初始安装角(-1.5º及0º)，分别进行拖曳实验，对实验结果进行综合分析比较，得到了该型翼滑艇阻力性能的有关结果、纵倾状态随航速的变化情况以及不同水翼安装角对阻力性能的影响。

实验表明该船型在高速阶段阻力性能优于尺度相近的滑行艇，水翼设计符合要求。

实验结果可应用于实船的设计。

关键词：翼滑艇；阻力；拖曳实验中图分类号：U661.3 文献标识码：A0 引言翼滑艇又称单水翼滑行艇，是水翼艇与滑行艇相结合的产物，可广泛应用于内河、湖泊、港湾等风浪较小的水域[1]。

前苏联曾经开展过一型单水翼滑行艇的研究并制造出实船进行实验，发现该型快艇在海洋中适航性能较差，就没有继续进行研究。

中国拥有数量众多的内陆湖泊与河流，在这些区域中，风浪较小，翼滑艇在快速性上表现出一定的优势。

与主尺度相近的滑行艇相比，翼滑艇在同等航速下阻力降低约5％～15％。

在高性能船(HSV)研究领域，将不同船型进行“杂交”，吸取其不同的特点从而产生新的船型，是一种研究创新的有效手段[2]。

翼滑艇在航行状态下，前部水翼承担50％～60％艇重，后部滑行面承担剩余部分，其航行状态亦可看作滑行艇与水翼艇的结合。

因此，在对翼滑艇进行水动力分析的时候，往往将两者特性结合起来研究。

研究的手段有多种，主要分为理论手段与实验手段两种。

文献[3]通过优化的方法，对包括翼滑艇在内的高速单体船进行快速性、操纵性的综合研究。

实验方法的研究主要集中于滑行艇等方面，关于翼滑艇阻力性能的实验研究，尚未见到国内相关报道。

相比于传统阻力性能实验，本文的创新点在于：①在底部滑行面上设置压力测量点，可以反馈滑行面压力变化情况，以此作为改善滑行面型线设计的重要依据；②水翼角度的调节，利用杠杆结构，具有方便性与可靠性双重特点。

滑行艇阻力研究进展

第4卷第4期船舶力学V ol.4N o.42000年8月Journal of Shi p M echanics Au g .2000收稿日期:1999-09-20作者简介:董文才(1967-),男,博士,武汉海军工程大学讲师。

滑行艇阻力研究进展董文才,郭日修(海军工程大学,武汉430033)摘要:本文分析了滑行艇阻力预报中常用的十余种方法,指出了各种方法中参数的变化范围、适用的艇型及存在的问题;讨论了理论求解的困难和减阻措施;说明了在滑行艇阻力预报中常被忽视的艇形概念及其重要作用。

关键词:滑行艇;阻力;纵倾;浸湿面积;喷溅中图分类号:U661.311U674.942文献标识码:A1前言滑行艇是最早研究的依靠水动力航行的艇,迄今它已得到了广泛的应用。

关于滑行理论的研究也有近70年的历史。

在滑行艇阻力研究方面已取得了不少成果[1～114],但尚有大量未解决的问题。

由于受最简单的棱柱形滑行艇几何外形的影响,人们往往认为滑行艇的阻力预报比排水船的容易。

一般将影响滑行艇阻力的因素表示为:容积傅氏数F 、折角线长度与最大折角线宽度之比、艇重、舯剖面底部斜升角、重心纵向位置,尽管它们能很好地表示滑行艇艇形的基本尺寸及负荷,但不能精确地描述艇形。

表示艇形的因素还应包括:艇宽锥度、艇体扭曲度、剖面形式等等,而这些因素难以用简单的数学表达形式来描述,并且在阻力预报方程中引入这些因素的难度往往大大地超出了描述它们本身的难度。

滑行艇在滑行过程中,其纵倾角和浸湿面积是变化的,滑行又可分成三个阶段:预滑行阶段,F <2.5,它名义上包括越峰速度,在此阶段,艇重的大部分由浮力支持;滑行阶段,2.5ΦF Φ4.0,艇重由流体静力和流体动力支持,随着航速升高,流体动力增加,流体静力减少,动力纵倾角减少;全滑行阶段,F >4.0,艇重几乎完全由流体动力支持,纵倾远远小于越峰时的纵倾。

并不是所有的滑行艇都具有上述三个阶段,并且不同的滑行状态有其最合适的艇形。

基于罚函数的滑行艇阻力性能优化方法研究

ｋｔｉ．Ｆｉａｌｎｌｙ，ｔｅｅｓｂｌｙｆｔｐｉｚｔｏｍｅｈｄｓａｉａｅｂｔｅａｄａｇｅｒａｏｌｎｎｒｆｈｆａｉｉｉｏｈｅｏｔｍｉａｉｎｔｔｏｉｖｌｔｄｙｈｔｎｋｄｇｌｔｉｌｆａｐａｉｇｃａｔｍｏ１ｄｅ．
ｃｎｔａｎｄｐｏｌｍ．ＴｈｅｔｂｒｃｎｔｒｐｓｔｎｉａｃａｅｈｅｆｉｃｎｆｎｔｏｎｔｅＭＡＴＬＡＢｏｉｉｅｏｓｒｉｅｒｂｅｅｂｓａｙｅｅｏｉｏｓｃｌｕｌｔｄｂｙｔｍｎｏｕｃｉｎｉｈｉｐｔｚｄｍ
［关键词］滑行艇；阻力；罚函数；优化方法
［摘要］行艇的阻力性能优化是设计滑行艇艇体的重要内容之一，滑如何减小艇体阻力是设计师优先考虑的目标。文章从传统的ＳＴ阻力估算方法着手，Ｉ分析滑行艇受到的力和力矩，引入Ｓｖｔｙ对艇体阻力的修并ａｉｋｓ
后，通过某滑行艇模型的水池拖曳试验验证了该优化方法的可行性，具有一定的工程参考价值。［中图分类号］６１３Ｕ６．３［文献标识码］Ａ［文章编号］０１— ８５２９— ５
ｒｓｓａｃｓｐｏｓｄ，ｎｍｅｙｔｒｃｉｎｌｒｓｓａｃａｅｐａｅｉｔｎｅｉｒｐｏｅａｌｈｅｆｉｔａｅｉｔｎｅｃｕｓｄｂｙｓｒｙ．Ｄｕｅｔｈｒａｆｅｔｏｈａｙｅｔｒｏｏｔｅｇｅｔｅｆｃｆｔｅｂｒｃｎｅｐｏｉｉｎｔｅｉｔｎｃｃｐｂｌｔｓｔｏｏｒｓｓａｅａａｉｉｙ，ｔｅｅａｔｕｎｔｏｉｍｐｅｎｅｏｈｎｇｈｅｃｎｓｒｉｄｐｏｌｍｏｎ— ｈｐｎｌｙｆｃｉｎｓｉｌｍｅｔｄｔｃａｅｔｏｔａｎｅｒｂｅｔａ

滑行艇阻力的近似计算方法

滑行艇阻力的近似计算方法
彭公武
【期刊名称】《武汉船舶职业技术学院学报》
【年(卷),期】2003(002)003
【摘要】查洁法是计算滑行艇阻力的一种近似方法,在考虑艇底斜升角对纵倾角的影响、不考虑艇底斜升角对浸湿长宽比的影响时,本文基于查洁法编制了滑行艇阻力理论预报程序,通过对美国滑行艇系列62中4667-1阻力理论计算值与试验值的比较,研究了查洁法的适用范围.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】彭公武
【作者单位】武汉船舶职业技术学院船舶工程系,湖北,武汉,430050
【正文语种】中文
【中图分类】U661.311
【相关文献】
1.滑行艇阻力近似计算方法对比研究 [J], 张乔斌;尹成彬;吴开峰
2.钝体滑行艇喷溅阻力计算方法研究 [J], 凌杰;王毅;窦朋;王志东
3.滑行艇阻力计算方法对比研究 [J], 孙源;卢晓平;李井煜;王中
4.膏体尾矿管内滑移流动阻力特性及其近似计算方法 [J], 刘晓辉; 吴爱祥; 姚建; 朱权洁
5.查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法 [J], 董文才;姚朝帮
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气泡高速艇波浪中阻力及运动性能数值研究

气泡高速艇波浪中阻力及运动性能数值研究欧勇鹏;周广礼;吴浩【摘要】为探索气泡高速艇在波浪中的减阻效果及运动性能,基于RANS方法,应用Overset网格技术、数值造波、HRIC-VOF方法及6-DOF运动模型构建气泡高速艇静水及波浪中的数值水池,阻力计算与试验值的偏差小于4.59％,纵向运动计算值与试验值偏差小于6.4％.进而分析了气层对B.H.型高速艇波浪中阻力、纵向运动的影响规律,研究了艇体运动对气层面积与形态的影响规律,获得了波浪中气层-艇体相互作用的力学过程;气层对垂荡的影响甚微,对纵摇有改善效果;顶浪条件下纵向运动对气层面积的影响不大,波浪中的减阻率仍可达27.24％～30.62％.%To determine the resistance reduction rate of air cavity and its effect on hull motion performance in waves, an RANS-method-based numerical towing tank was established using an Overset mesh, numerical wave, HRIC-VOF scheme, and 6-DOF motion model.The difference in the resistance error obtained between the numeri-cal and experimental results was less than 4.59％, and the error of longitudinal motion was 6.4％.Furthermore, the effects of air cavity on the resistance and longitudinal motions of B.H.type hull in waves were investigated, and the effects of hull motion on the air cavity area and shapes were simultaneously studied.The mechanics interac-tion laws between air cavity and hull bottom were obtained.The effect of air cavity on heave was negligible;howev-er, it improved slightly on pitch.In head waves, longitudinal motion slightly affected air cavity area, and the re-sistance reduction rate by air layer in waves was up to 27.24％～30.62％.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2017(038)012【总页数】9页(P1849-1857)【关键词】气泡高速艇;纵向运动;气层稳定性;数值波浪水池;气层形态;气层面积;减阻率【作者】欧勇鹏;周广礼;吴浩【作者单位】海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】U661.32目前，船舶气层减阻技术已在俄罗斯、乌克兰、日本、荷兰等国家获得了广泛应用，取得了显著的军事经济效益[1]。

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攻角分别为Ｆｒｖ＝１．０、＝１０。，Ｆｒ＝２．０、ｒ＝８．０。，Ｆｒｖ＝３．０、ｒ：５．０。，Ｆｒｖ＝４．０、ｒ＝２．５。这４种工况下，开展了高速
滑行艇三维数值模拟．计算收敛后，从Ｆｌｕｅｎｔ软件中导出艇体平均动压、对水相积分求出浸湿面积等相关参数、提出了关于计算喷溅阻力的４条假设和关于喷溅区的几何形状、特征雷诺数与喷溅阻力的计算方法．计算结果与试验值具有良好
第３４卷第１期
２０１３年１月
哈
尔
滨
工
程
大
学
学报 Leabharlann Ｖｏ１．３４Ｎｏ．１
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｊａｎ．２０１３
高速滑行艇约束模式下的喷溅阻力特性研究
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｐｒａｙｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａ
ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｐｌａｎｉｎｇｃｒａｆｔｈｙｄｒｏｓａｔｔｉｃｓａｉｌｉｎｇ
凌宏杰，王志东，李鑫，吴娜
（江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江２１２００３）
摘
要：为了研究高速滑行艇瞬态喷溅流体动力特性，基于计算流体软件Ｆｌｕｅｎｔ及自编写后处理程序，对体积傅汝德数、
ｃｒａｆｔ，ｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｅｘａｍｉｎｉｎｇｔｈｅｓｐｒａｙｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈ— ｓｐｅｅｄｐｌａｎｉｎｇｃｒａｆｔｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｓａｉｌ－ｉｎｇ．ＴｈｅｓｔｕｄｙａｉｍｓｔｏｅｘａｍｉｎｅｔｈｅｆｏｕｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔｔａｃｋａｎｇｌｅｒａｎｄｖｏｌｕｍｅＦｒｏｕｄｅｎｕｍｂｅｒＦｒ口ｗｈｅｒｅＦｒｖ＝１．０，＝１０。，Ｆｒｖ＝２．０，＝８．０。，Ｆｒｖ＝３．０，＝５．０。，Ｆｒ＝４．０，＝２．５。ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔａ — ｔｉｏｎａｌｌｕｆｉｄｓｏｆｔｗａｒｅＦｌｕｅｎｔａｎｄｓｅｌｆｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｈａｎｄｌｅｒ．Ａｓｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｃｏｎｖｅｒｇｅｓ，ａｖｅｒａｇｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅ
的一致性，摩擦阻力系数ｃ，通过Ｄａｖｉｄｓｏｎ经验公式和ＩＴＦＣ公式的反推验证，误差分别为２．５８％和３．３６％，表明采用此种方法研究高速滑行艇静水航行喷溅阻力是可行的．关键词：高速滑行艇；喷溅阻力；约束模式
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－７０４３．２０１２０５０５９
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１３０１４．００９３１．００１．ｈｔｍｌ中图分类号：Ｕ６７４．９１文献标识码：Ａ文章编号：１００６－７４３０（２０１３）叭－００１５－０６
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔｕｄｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３－Ｄ）ｎｕｍｅｉｒｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｐｌａｎｉｎｇ
ＬＩＮＧＨｏｎｇｊｉｅ，ＷＡＮＧＺｈｉｄｏｎｇ，ＬＩＸｉｎ，ＷＵＮａ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＮａｖａｌＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００３，Ｃｈｉｎａ）