小水線面雙體船阻力計算【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　船舶與海洋工程</b></p><p>　　小水線面雙體船阻力計算</p><p>　　綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義：</p><p>　　小水線面雙體船是近年來才開發(fā)的一種高速船 ,我國經(jīng)過20年

2、的研究 ,于2000年建成了我國第一艘小水線面雙體船。由于這種船在船體結構上的特殊性 ,其航海性能與其它高速船、常規(guī)單體船相比有很大不同。小水線面雙體船是上世紀 70 年代初出現(xiàn)的一種新型高性能船舶 ,它具有優(yōu)良的耐波性、 快速性、穩(wěn)定性及操縱性等顯著的航行優(yōu)點 ,但由于其結構載荷獨特 ,結構強度要求高 ,導致其結構復雜、 自重大 ,結構重量往往比同噸位的單體船舶重 20～30 %。再考慮到小水線面雙體船水線面積小 ,縱向傾斜的調整余地

3、小 ,很容易發(fā)生縱傾現(xiàn)象 ,對船體結構重量分布有較高的要求。從我國 2000 年設計建造的第一條小水線面雙體海關監(jiān)管艇的實際情況看 ,也存在著結構重量較大問題。因此很有必要對小水線面雙體船結構進行優(yōu)化設計。 </p><p>　　小水線面雙體船,以深置水下的雙下潛體、小水線面的雙支柱和寬敞的上船體三部分組成。它的特點是由于水線面比單、 雙體船都小很多,受波浪擾動小,所以擁有優(yōu)良的耐波性, 能平穩(wěn)執(zhí)行海上作業(yè),人員

4、暈船率低, 適于全海候 , 堅持高出勤率;波浪中失速小,能在惡劣海情下保持高航速,各種航速下運動響應平緩, 適于在復雜海情下工作,上可起降直升機, 下可收放深潛器、 工作艇; 在相對小的排水量下,甲板面積及有效艙容寬敞,利于總體布局,適于承擔海上特種作業(yè); 操縱性良好, 利于安全實施海上靠舷登船;生存能力較強,正常與破損穩(wěn)性較高;船體表現(xiàn)外形簡單, 通常是二線曲面,建造工藝沒難度,而且適宜采用電磁波和水聲隱身結構, 提高全船隱蔽性。但船

5、體結構復雜,重量比相當排水量的單體常規(guī)船大;載重量變化使吃水變化十分敏感;雙體配套設備量大, 控制系統(tǒng)復雜,造價相對高?？梢哉f,小水線面雙體船的性能好, 在高海情下適用范圍寬, 相當排水量下比常規(guī)單體船功能強。它是高性能多功能船,正處于開始推廣應用時期。由于水線面面積較小 ,所以較小的重量變化就會引起吃水 的大幅度變化 ,這是SWATH船的又一主要特點.船設置較完備的壓載</p><p>　　而對SWATH船 ,

6、必須同時考慮其橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。SWATH船每橫傾1°所需的橫傾力矩與單體船基本相同,但其縱傾時的恢復力矩僅為單體船的10%一20%。所以SWATH船的縱穩(wěn)性必須引起足夠重視,尤其是當它高速航行時,會產(chǎn)生較大的首傾,并且縱傾力矩對船舶縱傾角非常敏感。為了克服這個缺點,通常在船體首部或尾部內側設穩(wěn)定鰭,以消除高速航行時的首傾力矩穩(wěn)定鰭是可控制的,由人工控制或自動控制。SWATH船優(yōu)良的耐波性表現(xiàn)在以下三個方面:在波浪中的運動幅值和

7、加速度均大大低于同排水量的單體船;垂蕩、縱搖和橫蕩運動的固有周期較長,這樣有可能避開了不規(guī)則海浪中最頻的諧波周期,從而避免了諧搖運動;可以使用較小面積的減搖鰭來消除縱搖。需要指出的是,SWATH船優(yōu)良的耐波性是就大多數(shù)海況而言的,但隨浪和尾斜浪航行除外在這兩種海況下,縱搖幅度明顯大于橫浪和迎浪航行時的縱搖幅度。SWATH船的主體與支體構成兩個細長片體 ,因</p><p>　　此其航向穩(wěn)定性不論在低速航行還是高速

8、航行均很好。另外,SWATH船為雙車雙舵船,相距較遠的兩個螺旋槳使裝在槳后的舵的效率提高,從而使低速航行時的旋回性亦較好。但在高速航行時 ,其旋回性不好。以“Kaimalino”號為例,高速航行時的旋回初徑超過12倍船長。但是,如果考慮排水量相當時 ,由于SWATH船的船長比單體船小30%一45%,所以其旋回初徑的絕對值與同排水量的單體船相比,略大一些。小水線面雙體船與同排水量的單體船相比，空船重量大10%-15%，并且部分結構采用輕金

9、屬，因此造價高。主機與軸系的維護與檢修比較困難。因為主機體與支柱內部空間比較小。甲板面積寬敞。</p><p>　　小水線面雙體船的耐波性非常好 ,尤其是在迎浪時顯得格外突出 。但隨浪航行和尾斜浪航行時的運動幅度較大。</p><p>　　小水線面雙體船的航速較高 ,一般均在以上。小水線面雙體船的每厘米吃水噸數(shù)小 ,因此在航行 中必須隨時打人壓載水 ,以彌補燃料消耗后的重量損失 ,保持正常

10、吃水狀態(tài)。其破損后的浮性非常壞 。</p><p>　　小水線面雙體船在高速航行時有首傾現(xiàn)象 ,需調節(jié)穩(wěn)定鰭加以控制 。小水線面雙體船的航向穩(wěn)定性很好,低速航行時的穩(wěn)定性也好,但高速航行時的旋回性比同船長的單體船差很大 ,與同排水量的單體船略差一些。</p><p>　　小水線 面雙體船主機與軸 系的維護與檢修 比較困難。</p><p>　　此次課題是雙水線面雙體

11、船阻力計算，我希望通過這次的設計對小水線面雙體船的性能和運用上有一個比較整體的認識，并且通過分析、研究、建模、計算等工作，從計算小水線面雙體船阻力計算。在計算過程中,應用Gambit件進行建模,Fluent進行計算阻力，在設計的各階段盡量滿足規(guī)范、相關法則及任務書的要求。</p><p>　　二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：</p><p>　　學會用Gambit建模 設置計算域 畫

12、網(wǎng)格</p><p>　　學會Fluent計算</p><p>　　學會怎么用Gambit建船模幷用Fluent計算阻力</p><p><b>　　分析計算結果</b></p><p>　　三、研究步驟、方法及措施：</p><p>　　1.用Gambit建模。設置計算域 畫網(wǎng)格</p&g

13、t;<p>　　2.學習用Fluent計算。</p><p>　　3.用GAMBIT建船模，設置計算域畫網(wǎng)格。</p><p>　　4.用FLUENT計算船模阻力。</p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1]陳寧. MDT在船舶機艙動力管系布置中的應用[J].大連工學院學報

14、.2002,4(2)：30-36.</p><p>　　[2]Gore.JL.SWATH SHIPS[M].Naval Engineers Journal,1985:130～140.</p><p>　　[3]黃鼎良.小水線面雙體船性能原理[M].國防工業(yè)出版社.1993:30～78.</p><p>　　[4]益其樂、曹謹忠等.小水線面雙體船的耐波性研究[A].中

15、國船舶工業(yè)總公司702所報告[C].1981:27-33 .</p><p>　　[5]錢耀鑫. 惲秋琴.小水線面雙體船模型M-8503耐波性試驗報告[A].中國船舶科學研究中心[C].1987:9-12.</p><p>　　[6]黃鼎良.李向群.小水線面雙體（SWATH）船縱向運動的控制[J].大連工學院學報.1987,23(3):21-24.</p><p>

16、　　[7]黃鼎良.王新平.小水線面雙體船阻力理論預報[J].大連工學院學報.1986,4(8):12-15.</p><p>　　[8]葛緯禎等.小水線面雙體船阻力估算方法[D].北京：船舶性能研究所,1985（2）</p><p>　　[9]于天江.小水線面雙體船阻力特性的試驗研究[D].北京： 船舶性能研究所，1982（2）</p><p>　　[10]韓占忠、

17、王敬、蘭小平編.FLUENT流體工程仿真計算實例與應用[M].北京:理工大學出版社,2007:19.</p><p>　　[11]韓占忠、王敬、蘭小平編.FLUENT流體工程仿真計算實例與應用[M].北京:理工大學出版社,2007:20.</p><p>　　[12] BMW SAUBER F1 TEAM RACES TO FRONT WITH FLUENT CFD[J] . THEISS