高性能船-普通双体船

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四、高速双体船 耐波性近 似计算
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1、与耐波性有关的基本概念
波形及几何特征 有效波面、有效波面角和有效波幅 船舶摇荡运动微分方程式
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公式推导
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船舶在波浪上运动的受力分析
(1)船舶运动引起的各种力(或力矩)
◦
a．恢复力(矩)
◦
b．阻尼力(矩) 兴波阻尼、旋涡阻尼、摩擦阻尼 c. 惯性力(矩)
纵倾曲线 纵倾曲线
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三、高速双体船 阻力计算
1、阿尔费里耶夫高速双体船剩余阻力图谱
阿尔费里耶夫图谱的标准片体模型线型
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标准型线L/B剩余 阻力图谱
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片体b/t对剩余阻力 的影响系数Χb/T
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片体CB对剩余阻力的影响系数ΧCB
来自百度文库
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阿尔费里耶夫计算方法
在给定的L/B条件下分别查表得不同Fr下的阻力 （不计间距的影响）； 查表得不同B/T和CB时，不同Fr下的影响系数XCb、 XB/T； 利用作图法，求得给定间距下标准的剩余阻力系 数、影响系数XCb、XB/T； 将标准剩余阻力系数乘以相应的影响系数，即可 得到计算船舶的生于阻力； 按照单体船常规方法计算出该船的总阻力。
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- =2C /B的关系 粘性干扰因子β与片体间距C /B的关系 粘性干扰因子β与片体间距C
0 0
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特征参数与阻力的关系
其粘性干扰因子β与形状因子(1+k)与航速无关。 β主要取决于L／B 。对于片体为水下侧投影面积较大的wigley数学船型来说，β随C0的 增大而减小。 当片体间距保持不变，兴波干扰相位和幅值随片体的长宽比(L／B)的 变化而变化，(L／B)越小兴波干扰效应越大，峰谷点的位置趋向更高 的Fr数。 在Fr＝0.35—0.42范围附近通常可以获得有利的兴被干扰结果。 将Fr=0.5作为区分高速双体船和低速双体船的临界速度是适当的。 在超过某一速度Fr。(称谓无效干扰速度)之后，片体间的兴波干扰与 片体间距C0和长宽比L／B无关并且完全可以忽略。
◦
(2)波浪扰动力(矩)
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高速双体船在规则波浪上的横摇方程
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结束
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二、高速双体船 阻力特征及临界航速
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斯列金斯基和伦德兴波阻力积分
基本假设
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高速双体船的阻力特性
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干扰阻力
单片体波形干扰 两片体间波系干扰 非对称流动造成粘性流动的非对称性，产生的粘性干扰
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M.Insel计及干扰的总阻力系数表达式 M.Insel计及干扰的总阻力系数表达式
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兴波阻力系数C 兴波阻力系数Cw
1：B/T=1.87 2-3：B/T=3.45 4-5：B/T=3.28
片体船型与宽吃水比（B/T）对剩余阻力的影响
不同 横剖 面片 形状 对总 阻力 的影 响
1：非对称横剖面 ： 2：圆舭横剖面 ： 3：尖舭横剖面 ：
不同横剖面形状对双体船阻力干扰系数的影响
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双体船航行升沉与纵倾变化特点
高性能船舶水动力学
第三章 普通高速双体船
高速双体船的特征 高速双体船的阻力特征及临界速度概念 高速双体船阻力计算 高速双体船耐波性近似计算
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一、高速双体船 船型特征
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较单体船瘦长
同 船 长 内 河 船 阻 力 系 数
推驳 货船 单体客船
双体船
双体船的优点
良好的居住条件和特别宽敞的甲板 良好的稳性和耐波性 良好的操纵性和机动性 在侧向受风时，双体船比相同受风面积的 单体船横漂要小 装卸货物容易
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2、利用母型资料和影响系数估算双体船阻力
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片体内侧 片体内侧 片体内侧 片体内侧 间距对 间距对 间距对 间距对 剩余阻力 剩余阻力 剩余阻力 剩余阻力 的影响 的影响 的影响 的影响
L/B对双体船剩 L/B对双体船剩 余阻力影响函数
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3、利用单体母型船资料和图谱估算双体船的阻力
将双体船阻力分解为单个孤立片体的阻力与片 体间的干扰分别求解； 单片体阻力可利用单体船的所有资料进行计算； 片体干扰可用理论方法或其他资料进行计算。
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双体船的缺点
双体船片体间存在兴波干扰，一般来说这 将增加一种附加的干扰阻力。 双体船的排水量与单体船相同时，其湿面 积大为增加。此外，双体船两个片体之间 的绕流速度显著提高，片体间的边界层相 互影响大大增加。因此双体船的摩擦阻力 大于单体船。 双体船船壳面积大，双体之间有连接桥， 因而同单体船比较，在载重量相同时，其 排水量较单体船大．从而使阻力增加。
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兴波干扰因子τ 兴波干扰因子τ与船型参数的关系
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临界速度Fr 与无效扰速度Fr 临界速度Frc与无效扰速度Fr0
临界速度Frc=0.5 无效扰速度
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双体船各种间距下的兴波比阻力曲线
理论计算
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双体船的剩余阻力曲线
模型试验
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修长系数ψ 和长宽比L 修长系数ψ＝L／▽1/3和长宽比L／B对阻力的影响
圆舭高速双体船的剩余阻力系数曲线
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圆舭高速双体船的干扰系数kr＝∆Cr／Cr曲线 圆舭高速双体船的干扰系数kr＝∆Cr／Cr曲线 kr
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片体间距对阻力的影响
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片体间距对阻力的影响
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临界干扰片体中心距
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片体横剖面形状对阻力的影响
圆舭双体船横剖面
圆舭双体船横剖面
不对称片体双体船横剖面形状