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作者：刘浩扬州大学

学位级别：硕士

单体船是高速船舶的一种,为了满足高航速需求,常需布置两套以上推进装置。喷水推进装置以其良好的噪声性能、效率高、速度快等优点已广泛应用于高速船舶。由于喷水推进装置原理特殊,当布置两台以上机组时,若间距或运行工况不当,可能发... 详细信息

单体船是高速船舶的一种,为了满足高航速需求,常需布置两套以上推进装置。喷水推进装置以其良好的噪声性能、效率高、速度快等优点已广泛应用于高速船舶。由于喷水推进装置原理特殊,当布置两台以上机组时,若间距或运行工况不当,可能发生抢水现象,相邻机组间产生相互干扰,从而影响装置的正常运行,达不到设计航速要求。为此,本文采用了 CFD（Computational Fluid Dynamics）技术,将单体船作为应用对象,依次开展了管路系统、装设推进泵的喷水推进装置以及将装置布置于单体船后“船体—装置”系统相邻两台机组干扰特性的分析和研究,得到结论如下:（1）仅考虑管路系统,分析和研究相邻两台机组干扰特性。针对喷水推进装置的管路系统,研究了机组布置间距和进速比对其水力流动特性的干扰情况,分析了其流管特性和水力性能。研究结果表明:①机组间距小于2.0D时,两机组的流管相互挤压,干扰作用明显,随着机组间距的不断增大,相互挤压作用不断减弱,当机组间距为2.0D时,进流面开始分开形成单独的进流面,相邻两台机组不再抢水。机组布置间距越大,轴向流速分布均匀度和速度加权平均角越大。②随着进速比的不断增大,机组的进流面宽度、深度都增大。进速比越大,进流面挤压越明显。流管深度、宽度及面积相互干扰作用随进速比的增大而增大。进速比越大,轴向流速分布均匀度和速度加权平均角越小。仅考虑管路系统时,建议两台机组布置间距大于2.0D,此时不发生抢水现象,其对应IVR应小于1.0。（2）考虑推进泵,开展了整套喷水推进装置相邻两台机组干扰特性的分析和研究。研究了不同间距以及转速下两台喷水推进装置的水力性能、流管特性以及推力性能等水动力特性,研究结果表明:①机组布置间距较小会引起流管挤压,随着机组布置间距的增大,受挤压的流管开始恢复,当机组间距为2.25D时,流管几乎恢复至原状,这表明叶轮的旋转效应对流管特性有较大程度的影响;深度干扰变形系数与机组布置间距呈负相关关系,而宽度和面积干扰变形系数则随机组布置间距的增加单调递增;流道出口断面均匀特性与机组布置间距呈正相关关系,当机组间距为2.75D时该断面均匀特性最优,轴向流速分布均匀度达75.94%,速度加权平均角为81.8°;机组效率和扬程虽与机组布置间距呈正相关关系,但变幅较小,机组效率最高为83.76%;推力和系统效率随机组布置间距的增大而增大。总之,机组间距不当将对喷水推进装置的正常运行产生不利影响。②由于特殊原因,相邻两机组转速可能不一致,本文保持机组2转速不变,调节机组1的转速,并以机组2转速为基准,计算出转速比值,由此分析不同的转速比值对装置的水力性能、流管特性和推力性能的影响。转速比越偏离1,流管挤压作用越明显,低转速机组流管受干扰作用相对较大。转速比值为1时,即对称运行工况,两机组的水力损失、效率、流速均匀特性和推力几乎相同。此时,效率最高,超过72%,流速分布均匀度最大可达75.86%,速度加权平均角最大可达到81.54°。当转速比值小于1时,两台机组的水力损失与转速比值均呈负相关关系,其中机组1变化率较大,机组2变化率较小。两台机组的流速均匀特性和效率与转速比值则呈正相关关系,且变化率大小与水力损失一致。当转速比值大于1时,各机组水力损失等参数的变化趋势和变化率大小与转速比值小于1时完全相反。与其他参数指标变化趋势均不同,机组1的推力随转速的增加而单调递增,系统效率则非单调变化,整体呈先增后减的变化趋势;机组2的推力及系统效率随转速的增加而单调递减,当转速比值小于1时变化率较小,转速比值大于1时变化率较大。考虑推进泵时,各机组间距下均未发生抢水现象,但若要保证两台机组在最优工况和最大推力下运行,建议机组间距大于2.25D。此外,应优先保证相邻同型号喷水推进装置的转速一致,若因特殊情况无法保证转速一致,转速比值范围应不超过0.87～1/0.87。（3）考虑单体船,开展“船体—装置”系统相邻两台机组干扰特性的研究。基于CFD数值模拟技术,研究机组布置间距对“船体—装置”系统的水力性能、流管特性以及推力性能等水动力特性的影响,研究结果表明:当机组布置间距较小时,两机组靠近相邻机组侧进水流道弯管附近存在明显回流等不良流态,随着机组布置间距的增大,回流逐渐减弱,水流变得更为平顺。机组布置间距小于2.2D时,两机组进流面没有明显界限,在对称中心处凹向水面,当机组布置间距超过2.2D时,进流面出现明显界限。深度干扰变形系数与机组布置间距呈负相关关系,变化率较小,宽度和面积干扰变形系数变化趋势和变化率则与其完全相反。随着机组布置间距的增加,水力性能和推力特性均得到改善,当B=2.2D时,两机组轴向流速分布均匀度约74%,速度加权平均角接近81°,效率超过74%,水力损失为0.538m。考虑“船体—装置”系统,推荐机组间距应

关键词：喷水推进装置单体船干扰特性水力性能数值模拟

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单体船与五体船在波浪中航行时的特性对比分析

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科学咨询(科技·管理) 2024年第5期 126-129页

作者：石景东张大朋赵博文严谨广东海洋大学船舶与海运学院浙江大学海洋学院

本研究以某高性能穿梭艇SV—O为参照模型，选取首柱角度60°的外倾式船艏，并在此基础上建立了一个五体船模型。在考虑船舶航行姿态的条件下，本研究完成了对单体船和五体船在波浪载荷下的阻力预报，并结合阻力、纵摇、升沉值，以及自... 详细信息

本研究以某高性能穿梭艇SV—O为参照模型，选取首柱角度60°的外倾式船艏，并在此基础上建立了一个五体船模型。在考虑船舶航行姿态的条件下，本研究完成了对单体船和五体船在波浪载荷下的阻力预报，并结合阻力、纵摇、升沉值，以及自由液面情况等的变化比较分析了在波浪载荷存在的条件下船型的改变对船舶快速性的影响。

关键词：单体船五体船波浪阻力快速性

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费加罗博纳多3，世界首艘投入量产的水翼单体船

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游艇业 2017年第1期 68-69页

新一代的费加罗博纳多船型的外观充满摩登感，在保证航海安全的同时，性能卓越。结合世界知名船舶设计公司VPLP的专业能力，博纳多集团将首批统一设计水翼单体船引入费加罗系列。

关键词：单体船水翼世界投入量航海安全专业能力船舶设计统一设计

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基于小生境遗传算法的单体船船型参数优化

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舰船科学技术 2011年第3期33卷 35-38页

作者：谢宜王长雷海军工程大学船舶与海洋工程系中国人民解放军92001部队

针对船型参数优化中变量众多的特点,提出了一种基于小生境遗传算法和Holtrop总阻力计算公式的单体船船型参数优化方法。该方法中以总阻力作为目标函数,以主要船型参数为优化变量,在保持排水量不变的情况下优化主要船型参数,得出修长系... 详细信息

针对船型参数优化中变量众多的特点,提出了一种基于小生境遗传算法和Holtrop总阻力计算公式的单体船船型参数优化方法。该方法中以总阻力作为目标函数,以主要船型参数为优化变量,在保持排水量不变的情况下优化主要船型参数,得出修长系数、水线面系数和宽吃水比均能收敛到相应的临界值,因此优化时可优先确定这些参数值。采用该方法对DTMB5415船的船型参数进行了优化,结果显示优化后的船型总阻力性能要明显优于原船型。该方法对于单体船船型参数优化具有较强的实用性。

关键词：单体船小生境遗传算法船型优化总阻力

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RORC跨大西洋帆船赛“Comanche号”刷新单体船记录

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游艇业 2022年第1期 16-17页

作者： RCRC/James Michek(图) 不详

2022年1月31日,第8届RORC跨大西洋帆船赛最后一支完赛赛船“Faiaoche号”耗时22天19小时1分48秒,跨越3000海里,抵达位于格林纳达终点线,为赛事画上句号。本届赛事由英国皇家海洋竞赛会(Royal Ocean Racing Club)、国际大帆船协会(Intern... 详细信息

2022年1月31日,第8届RORC跨大西洋帆船赛最后一支完赛赛船“Faiaoche号”耗时22天19小时1分48秒,跨越3000海里,抵达位于格林纳达终点线,为赛事画上句号。本届赛事由英国皇家海洋竞赛会(Royal Ocean Racing Club)、国际大帆船协会(International Maxi Assoqption,IMA),和法国游艇会(Yacht Club de France)联合举办,于1月8日开赛。

关键词：帆船赛单体船赛事

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DIP技术的溢油回收设备内置于单体船艏部的应用研究

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广东造船 2024年第1期43卷 38-40页

作者：郑桂旺 CCSI广州分公司广州510250

本文简述了基于动态斜面(DIP)技术的溢油回收系统的发展历史、适用特点,提出在单体船艏部内置DIP技术的溢油回收设备的现实需求,说明DIP技术的溢油回收技术的应用条件,分析该布置方案在应用上的技术难点,提出改进和提高单体船艏部内置DI... 详细信息

本文简述了基于动态斜面(DIP)技术的溢油回收系统的发展历史、适用特点,提出在单体船艏部内置DIP技术的溢油回收设备的现实需求,说明DIP技术的溢油回收技术的应用条件,分析该布置方案在应用上的技术难点,提出改进和提高单体船艏部内置DIP技术的溢油回收设备实用性及工作效率的措施,并对其未来的发展进行了展望。

关键词：溢油回收动态斜面内置式单体船

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德国布洛姆博斯船厂的高速单体船

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船舶与海洋工程 1994年第2期22卷 32-32页

作者：章炼

德国布洛姆博斯船厂最近研制成功111米长的FM100—35型高速单体船,船型属小水线面单体船(SWASH),瘦长的水线面及富裕的浮力,有效地降低了兴波阻力,据称,在等航速时可较常规型船节能15—25％。

关键词：单体船水线面兴波阻力布洛姆博斯船节时可常规型水线宽设计吃水

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用改进的 Noblesse 新细长船理论算法探讨单体、双体船兴波

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哈尔滨工程大学学报 1998年第4期19卷 76-81页

作者：李云波黄德波吴德铭哈尔滨工程大学船舶与海洋工程系

基于前期对Ｎｏｂｌｅｓｅ新细长船理论的改进工作，用改进的Ｎｏｂｌｅｓｅ新细长船理论算法探讨了单体、双体船兴波．采用首阶近似，以数学船型为例，计算了远场兴波．理论与实验结果吻合较好．

关键词： Noblesse 细长船单体船双体船波形

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川江39.3m全钢结构单体高速船设计特点及性能分析

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江苏船舶 1997年第3期14卷 1-6页

作者：谭松林陆同善石仲坤涪陵港务局涪陵港务管理局华中理工大学

本文对涪陵慕华船务有限公司引进的马来西亚全钢结构单体高速船在川江运行的实际情况作了分析，提出了适合川江航道高速客船的设计特点。新设计船和原型船在华中理工大学水池进行厂船模对比试验。结果表明，新设计船比马来西亚原型船阻... 详细信息

本文对涪陵慕华船务有限公司引进的马来西亚全钢结构单体高速船在川江运行的实际情况作了分析，提出了适合川江航道高速客船的设计特点。新设计船和原型船在华中理工大学水池进行厂船模对比试验。结果表明，新设计船比马来西亚原型船阻力降低2.2％－15．2％；首部飞溅和尾浪明显减小。高速航行时，尾倾稳定在小于1度范围内。设计船性能优于原型船。

关键词：高速船客船设计性能全钢结构单体船

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多体船的发展和开发实例

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船舶与配套 2012年第8期 74-81页

作者：沈苏雯

一多体船概述多体船与单体船相比．构造更复杂，常用于需要较大甲板空间的观光船、高速船等特殊用途的船舶。

关键词：多体船开发实例单体船观光船高速船甲板船舶

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