小水線面雙體船型優(yōu)化及運(yùn)動性能研究.pdf

1、小水線面雙體船（SWATH）是一種高科技、高附加值的高性能船，其具有良好的耐波性能得到廣泛共識。然而，由于其水線面積小，潛體潛深，航行時(shí)Munk力矩的作用，中高速時(shí)容易喪失縱向運(yùn)動穩(wěn)定性，出現(xiàn)埋首現(xiàn)象，因此，如何提高船舶的縱向運(yùn)動穩(wěn)定性，是SWATH研發(fā)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)難題。小水線面雙體船兩個船體之間間距較大，斜浪航行時(shí)容易出現(xiàn)縱搖和橫搖耦合等現(xiàn)象，因此，深入了解SWATH全浪向耐波性特點(diǎn)，了解耐波性與船型及航速等關(guān)系，對指導(dǎo)船舶設(shè)計(jì)，

2、提升船舶的全浪向耐波性具有實(shí)際意義。
　　本研究基于粘流理論，探討有效的SWATH阻力、縱傾和升沉理論預(yù)報(bào)方法。以提升船舶縱向運(yùn)動穩(wěn)定性為目標(biāo)進(jìn)行了船型優(yōu)化研究，并給出了優(yōu)化船型?；谡沉骼碚撗芯苛饲昂髢蓚€鰭的流場和水動力干擾，研究了裸船體與首尾鰭之間的流場和水動力作用，分析了首尾鰭對SWATH阻力和運(yùn)動姿態(tài)影響?；趧萘骼碚撜沉餍拚?，探討了有效的SWATH全浪向耐波性能理論預(yù)報(bào)方法。以基礎(chǔ)小水線面雙體船為例，利用探討的理論方法預(yù)

3、報(bào)了船舶阻力和運(yùn)動姿態(tài)，并與試驗(yàn)結(jié)果比較驗(yàn)證了方法的有效性。在基礎(chǔ)SWATH的基礎(chǔ)上，進(jìn)行船型優(yōu)化，分析了潛體形狀變化對縱向運(yùn)動姿態(tài)的影響，給出了優(yōu)化船型。預(yù)報(bào)了帶鰭SWATH的阻力和運(yùn)動姿態(tài)。預(yù)報(bào)了SWATH多個速度點(diǎn)的全浪向耐波性能，獲得了升沉、縱搖、橫搖、船首加速度、船中加速度和船尾加速度隨波長船長比變化曲線，分析了相關(guān)特性。預(yù)報(bào)了不同重心高度的全浪向耐波性能，分析了重心高度變化對SWATH全浪向耐波性影響及規(guī)律研究表明，潛體首部

4、適當(dāng)上翹船型優(yōu)化可以提升SWATH縱向穩(wěn)定性。船體和首尾鰭對流場和水動力的干擾，降低了首尾鰭升力，首尾鰭作用增大了船舶阻力，可以克服SWATH埋首現(xiàn)象，改善航行姿態(tài)。迎浪和首斜浪中，隨著航速增加，運(yùn)動響應(yīng)曲線的第一個大的峰值點(diǎn)逐漸向波長船長比增大的方向移動，第一個大的峰值逐漸增加，其后的峰值逐漸減小；橫浪中，四個航速的運(yùn)動響應(yīng)峰值發(fā)生的波長船長比變化不大；尾斜浪和隨浪中，隨著航速增加運(yùn)動響應(yīng)曲線的峰值逐漸向波長船長比較小的方向移動，且峰