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半滑行船兴波阻力计算方法探讨

半滑行船兴波阻力计算方法探讨

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作者：龚凯哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

半滑行船是在大吨位船型上应用了半滑行船体，它结合了常规排水型船排水量大和滑行艇快速性好的优点。半滑行船型在中小吨位船舶上已经得到了广泛的应用，对它的研究方法主要是以统计资料、船模试验和各种半经验半理论方法为主。大吨... 详细信息

半滑行船是在大吨位船型上应用了半滑行船体，它结合了常规排水型船排水量大和滑行艇快速性好的优点。半滑行船型在中小吨位船舶上已经得到了广泛的应用，对它的研究方法主要是以统计资料、船模试验和各种半经验半理论方法为主。大吨位半滑行船作为一种新船型，对它的研究开始得很晚，大致开始于20世纪的90年代。本文将探讨一种计算半滑行船兴波阻力的方法。首先引入Noblesse新细长船理论，通过在理论方法上的改进，使之适合于半滑行船兴波阻力系数。然后讨论目前对滑行艇、半滑行艇的阻力预报方法，选取Savitsky法(sit法)来进行航行纵倾角的计算。最后将改进的Noblesse新细长船理论与sit法结合，得到了计算半滑行船兴波阻力系数的方法，并给出了计算实例。

关键词：半滑行船 Noblesse新细长船理论船舶兴波阻力 sit法

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单泵喷水推进式船舶的操纵性能研究

单泵喷水推进式船舶的操纵性能研究

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作者：孙寒冰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

船舶操纵性是船舶重要航行性能之一,随着现代船舶的高速化、智能化及航运重要性的提升,人们越来越重视船舶操纵性问题。滑行艇凭借其特殊的水动力性能在高速小艇领域占据了重要地位,而喷水推进方式凭借其良好的操纵性,在高速型船舶上得... 详细信息

船舶操纵性是船舶重要航行性能之一,随着现代船舶的高速化、智能化及航运重要性的提升,人们越来越重视船舶操纵性问题。滑行艇凭借其特殊的水动力性能在高速小艇领域占据了重要地位,而喷水推进方式凭借其良好的操纵性,在高速型船舶上得到了广泛的应用。本课题就是以单泵喷水推进式滑行艇为研究对象,研究其操纵特性。众所周知,在船舶操纵性研究中,通过数学模型加计算机模拟的方法进行操纵性仿真实验已经成为目前船舶操纵性预报最常用也是比较实用的方法,但由于滑行艇特有的水动力特性,使得分析其水动力系数有了很大的难度。本文就是针对这一问题展开研究,期望通过对滑行艇进行受力分析,得到不同的力的方程表达式,并将其分解到六个自由度上。课题主要工作即为操纵性研究建立数学模型。本文应用势流理论分析流场,在详细分析某艇受力情况的基础上,依据理论力学原理建立六自由度运动方程。根据滑行艇的特性,将其受力划分为重力、浮力、水动力及外力。其中,采用三维Hess-Smith方法编程,对某艇的附加质量进行数值计算,根据sit法确定航行纵倾角及浸湿长宽比,根据推力等于阻力,计算滑行艇推力,并采用分流系数法,得到推力在六个方向上的分量。根据本文的结果可以得到完整的滑行艇数学模型,以此为依据,运用四阶定步长龙格-库塔(Rung-Kutta)法进行数值求解,从而求得滑行艇任意时刻的加速度。尔后对加速度进行数值积分,获得任意时刻的位置和速度,进而预报滑行艇的操纵性能,进行船舶操纵性仿真试验,得到操纵性评价的各项指标。

关键词：滑行艇操纵性 Hess-Smith法 sit法喷水推进 coefficient method.★According to the results of this paper the mathematical model of hydroplane can be acquired. Based on the model, the motion acceleration of the vessel at each moment was calculated using the four-rank fixed pace Rung-Kutta method. By integration of the acceleration, the position and speed are acquired and the maneuverability performance of the vehicle can be predicted. Simulation experiments of ship maneuverability were conducted and specified targets of the appraisement of the maneuverability were acquired.

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三体滑行艇船型与阻力性能研究

三体滑行艇船型与阻力性能研究

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作者：孙华伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本课题来自多体船技术国防重点学科实验室基金项目之三体无人滑行艇船型与快速性研究,目的是通过有针对性的在三体无人滑行艇型设计和阻力性能上的研究解决多体无人艇船型选择问题。第一阶段以美国海军最新的反潜作战无人水面艇为切入点... 详细信息

本课题来自多体船技术国防重点学科实验室基金项目之三体无人滑行艇船型与快速性研究,目的是通过有针对性的在三体无人滑行艇型设计和阻力性能上的研究解决多体无人艇船型选择问题。第一阶段以美国海军最新的反潜作战无人水面艇为切入点,在大量分析船型与性能资料的基础上设计了载重型三体滑行艇的型线,并进行了不同排水量和重心位置的船模阻力试验,展示了其优异性能。通过第一阶段的研究,对三体滑行艇的阻力特点有了初步的了解,明确了槽道对于快速性和纵向稳定性的作用。第二阶段以打破Round Britain比赛记录的高速型三体滑行艇为母型,设计了无压浪条无断阶、有压浪条无断阶、有压浪条三级横断阶、有压浪条一级横断阶、有压浪条二级斜断阶五种不同滑行面形式高速型三体滑行艇型线,通过不同排水量和重心位置的系列船模阻力试验研究三体滑行艇的工作原理与阻力特征。试验结果表明三体滑行艇有别于单体滑行艇具有两个明显的阻力峰,两侧的槽道不仅提高了其速度上限而且改善了高速航行下的姿态,主船体长宽比对水动力性能影响很大,过窄的船宽将使阻力增大。通过在总阻力表达式中加入槽道摩擦阻力项,利用sit法计算得到的纵倾角和浸湿长度对三体滑行艇的阻力进行了估算,计算结果在一定速度区间内精度符合工程需要。结合MATLAB软件及BP神经网络工具箱的使用,将船模试验结果作为样本对BP神经网络进行训练,并把训练好的BP网络对三体滑行艇阻力进行估算,仿真结果与试验数据之间误差较小,结果令人满意。本文以船模试验为基础对三体滑行艇的船型和阻力性能进行了相关研究,但三体滑行艇在双重介质中运动受力情况复杂,影响阻力性能的船型参数众多,本文所做的工作仍属于三体滑行艇的概念研究设计阶段,为进一步研究三体滑行艇船型与水动力性能积累了一定经验。

关键词：三体滑行艇船型阻力船模试验 sit法 BP神经网络

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