提高气泡船减阻率的技术措施
国内外船舶气泡减阻技术的研究与应用
设计与研究
国内外船舶 气泡减 阻技术 的研究 与应用
胡 以怀 ， 李 慧 晶 ，何 浩
（ 上 海海 事 大学 商船 学院 ，上 海 ２ ０ １ ３ ０ ６ ）
摘要 ：介 绍国 内外船舶气泡减阻技术的研究情况，包括微气 泡减 阻技术 、气幕减阻技术及气膜减 阻技术 的试验研
究和理论计算结果 ，特别是俄罗斯倾斜板气泡减阻技术 、日本微气泡减阻技术和我 国薄层气膜减 阻技术 的特 点。 同时 ，介 绍国内外微气 泡减 阻理论方面的力学模型、数值计 算方法和重要结论 。回顾 ２ ０ 世纪 ６ Ｏ年代 以来气泡减 阻技术在船舶上的应用情况 ，特 别是俄罗斯、 日本及丹麦等 国设 计的气泡减 阻船舶 的性 能和 节能效果。针对我 国 目前气泡 减阻节能技术在实船上的应用现状，分析存在 的问题和不足 ，探讨我 国船舶气泡减 阻技术 的应用前景 。 关键 词 ：微气泡减阻；气膜减阻 ；气幕减阻；船舶节能 中图分类号９ ５ ． ４ ０ ６ ９ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ６ — ０ ０ ０ １ — ０ ６
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ ｅ ｉ ｇ ｎ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｗｏ ｒ ｋ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｅ ｄ ｒ ａ ｇ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ， ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍｉ ｃ ｒ ｏ — ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｅ ｄ ｒ ａ ｇ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｅ ｃ ｕ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｄ ｒ ａ ｇ
船用气泡减阻技术发展
船用气泡减阻技术发展船用气泡减阻技术发展早在十九世纪30年代俄国和瑞典科学家就提出设想：在运动船舶的船体外表面和水之间，引入空气和排气形成气幕，可以大幅减少运动船舶总阻力。
然而，这一设计思想在工程技术实践中却并不容易实现。
因此，目前真正用于实船的仅为俄罗斯等极少数国家。
气泡船（air cavity craft）也有称作空气润滑船（air-lubricated-hull craft）或气浮船（air ride express）的，它是高性能船型中的一种。
其工作原理是把空气引入船底，在船底表面形成气水混合的两相流，从降低液体粘性系数的角度来减小艇体的摩擦阻力，达到高速航运的目的。
1949年底，瑞典哥德堡船模试验池的Edstrand提出了气膜减阻原理，但由于空气会自由地飘离船体表面，无法形成气膜，试验没有取得成功。
60年代后，各国对怎样锁定气膜进行了深入研究，基本上形成了两种思路。
第一种思路是在平底船上开设一个凹进船底的平面，四周用板材围起来，在船底凹面内通以压缩空气，使大部分气体封存在船底，当然难免还有一小部分气体随船体的移动从船底边缘逃逸出去。
这类技术主要应用在低速运输船上，如驳船、货船和大型油船。
在我国黑龙江水运科学研究所研究的垫气驳就属于这一类，并于1982年在黑龙江航运的驳船上应用成功。
在正常运营航速（Vs=9km/h）下，阻力可比原船型减小30%，而消耗在压缩空气上的功率只占总功率的3%，节能效果十分显著。
第二种思路是将船底下的一层薄薄的气膜扩展成一个增压气室，最终将演变成侧壁式气垫船，成为另一类高性能船型。
80年代以来，前苏联、法国、美国、澳大利亚、荷兰等国把气幕减阻技术拓展到高速船上，建造了实艇并投入航运。
英国、日本、韩国等也相继开展了研究设计工作，但未见到实船下水的报导。
气幕减阻技术进入90年代，尤以俄罗斯的研究设计工作最为突出，他们将其作为继水翼艇之后的新一代高性能船型走俏国际航运市场。
减小船舶粘性阻力的方法和措施
题目：减小粘性阻力的方法和措施组员：赵帅张帅郭宁吴龙烽郭宁罗乃甲减小船舶阻力方法：影响船舶阻力的因素很多, 其中主要的是航速、船型和船舶航行时的外界条件。
对于大量使用的中、低速船舶而言, 粘性阻力比兴波阻力要大得多; 对于高速船舶, 则主要应减少兴波阻力。
在减少阻力方面的主要措施有:一优化船舶的主要尺度和线型。
目前采用较多的船型与线型有: ①球鼻艏船型(国外已发展可变球鼻艏, 其鼻可上下移动, 或自由摆动, 或按吃水与航速变化改变球体形状) ; ②艉端球船型; ③球艉及双艉鳍船型; ④纵流船型; ⑤双体船及小水线面双体船; ⑥不对称艉部线型; ⑦浅吃水肥大船型; ⑧双艉船和平头涡艉。
（1）.球艏对游艇粘性阻力的影响：从游艇艇体表面的流线及压力分布图可以看出:尽管此类游艇加装球首的主要目的是减少兴波阻力以提高快速性,适当选择的球首(如球脂I)可以在明显减少游艇兴波阻力的同时减少粘压阻力，船艏以及尾部压力系数分布显著改变是其减阻的主要判据。
从上表可以看出,加装球鼻舷与没有球鼻脂状况相比,游艇的粘压阻力系数明显减小,而摩擦阻力差别不大,而球舷I状况下游艇的粘压阻力系数较球舫n稍大,但是差别不是很大"而球循I和球脂n两种状况对摩擦阻力系数基本没有影响"三者的粘性阻力系数大小为:采用球舷n最小,采用球舷I次之,无球脂时最大"对于兴波阻力系数,安装球鼻舶I!n均取到减阻效果,而球鼻舷I效果较好"（二）.运输船舶气泡润滑减阻技术研究成果显示:1)对低速肥大型船,在船底喷气,能够使摩擦阻力减小9% —17%左右;2)对低速肥大型船,在船底喷气能够使粘压阻力减小,最直观的理解是船底喷气改善了船底压力分布;3)同一喷气流量下,多级喷气(船首船中同时喷气)减阻效果好于单级喷气(仅仅在船首喷气)减阻效果,因为多级喷气模型是在单级喷气模型的气体体积分数较低的位置布置了一个喷气口,从物理模型上弥补了单级喷气模型的不足,另一方面,相对于单级喷气模型,多级喷气模型增加了喷气面积,而适度增加喷气面积有利于减小阻力;4)随着来流速度的增加,气体体积浓度在船底的分布也越集中,减阻率也相应增加,因为较大的来流速度相对于较小的来流速度更容易使气泡来不及逃逸就随着来流速度运动到船后方有效覆盖船表面;5)随着喷气流量的增加,减阻率也增加,因为喷气量的增加实际上就是增加了气体的体积浓度从而增加气体覆盖面;6)随着船舶吃水的增加,减阻率逐渐减小,这种减小的趋势在低速时表现得比较明显,而高速时表现得比较缓和;7)对深吃水低速肥大型船,较小的喷气流量减阻效果并不明显,要想获得理想的减阻效果,条件容许的情况下,需要增加喷气量;8)相同速度、相同喷气流量下,喷气口位置和面积相同的缝喷比孔喷减阻效果好,但缝喷更容易达到饱和喷气流量。
气泡减阻技术研究进展
９ 年代以来 ， ０ 日本许多学者开始 了微气泡控 制湍流边界层减阻的试验研究 ， 其中比较有代表性
的是广 岛大学工学部和石川岛播磨重工业株 式会社
技术研究所所进行的平板及 回转体减阻的试验研
】９ ０
第 ６期
船
海
工
程
第４ ０卷
究， 试验结果 与苏 联及美 国大体一 致。近 １ ， ０来 日
１９ ９ ９年王 家 楣 教 授 在 试 验 中创 造 性 采 用 多
２ 大 气泡 减 阻技 术研 究概 况
高速 气泡 船是在 前苏联 列 宁格勒 的克雷 洛夫
研 究 院研 究成 功 的。他 们 自 １６ ９ １年 开 始 就研 究 人 工气泡 在滑 行艇上 的稳定 性 问 题 ，９ ５年 开始 １８
船 舶 的总 阻力 。微 气 泡减 阻 是通 过某 种 方 式在 船
上 首 次使用 空 气润 滑 ， 过艏部 的小 孔注 入空气 ， 通 最 终 未能在 船底 得 到一层 稳定 的气 泡层 。
最早 的试 验工 作 始 于 １ ７ ９ ３年 ， Ｍ Ｃ ｒ ｉｋ 由 ｃ ｏｍ ｃ
和 Ｂ ａａｈｒｙ 完成 ， 拖 曳 回转 体 上 环 绕 铜 导 ｈｔ ｃａ ａ ｔ ｙ 在 线 ， 以此 作为 阴极 通过 电解 而产生 氢气 泡 ， 低 并 在 速 时 阻力 降低 ５ ％ ， 由于 模 型形 状 和 表 面缠 绕 ０ 但 导 线 的影 响 ， 动很容 易 发生分 离 。 流 １７ ９５年前后 ， 联 的研 究 人员 研 究 了微 气 泡 苏 减 阻 的影 响因 素 ， 面摩 阻减 少高 达 ８ ％ 。气 泡 表 ０ 体 积浓 度 、 径 等 对 减 阻 影 响较 大 。微 气 泡 大 量 孔 集 中在 湍流 边界 层 中是 导 致阻力 减少 和湍 流改 善 的原 因 ， 孔径 为 １～ ｘ 的多 孔平 板 减 阻效 果最 ３Ｉ ｍ 佳 ，Ｏ～１０ ｍ时 阻力不 会减 少 。 ５ ０
基于水中气泡特性的舰船应用技术
基于水中气泡特性的舰船应用技术随着科学技术的发展，人们对水中运动的研究也日益深入。
其中，水中气泡特性的应用技术已经成为了舰船设计和制造领域的重要研究方向。
水中气泡的应用，不仅可以降低船体触水阻力、减少水面波浪和噪音，还可用于船舶装备和潜水器的推动及控制等方面。
本文将阐述水中气泡的特性及其应用技术。
首先，介绍水中气泡的特性。
水中气泡是指由空气或其它气体形成的在水中自由悬浮的小气泡。
水中气泡的存在可以有效地减小水的密度，从而降低水的阻力。
另外，水中气泡的密度较小、体积较小，使其不易被水流冲刷或消解，可以减少水波的反射和传播。
而水中气泡的运动也具有一定特点，例如大小不一、随机运动、容易聚集等，这些运动特性对水中气泡的应用技术有重要的影响。
其次，阐述水中气泡的应用技术。
舰船方面，利用水中气泡技术可以降低船体的阻力、提高航速、减少燃料消耗。
具体方法包括在船体底部喷射水中气泡，形成气泡层从而降低船体摩擦阻力；在船体周围喷射水中气泡，减小水线面积，减轻波浪影响；通过在推进装置后方加设水中气泡喷射装置，改善水流状况，提高水流速度，从而提高航速。
这些技术可以大幅降低船体运动时的阻力，提高船体的效能。
潜水器方面，利用水中气泡技术可以控制潜水器的深度和位置。
具体方法为在潜水器周围喷射气泡，在水中产生浮力，从而使潜水器浮升至指定深度。
此外，利用水中气泡控制的方法可以实现潜水器的移动、旋转和停止等操作。
在装备方面，利用水中气泡技术可以改善船舶装备的性能。
例如，在液压、气动等装置中注入水中气泡，可以改善装置的传动性能，降低传动噪声，减少装置故障。
总之，水中气泡特性的应用技术已经成为了舰船设计和制造领域的重要研究方向。
利用水中气泡技术，可以大幅降低船体的阻力、提高船体效能，控制潜水器的深度和位置，改善船舶装备的性能，推动船舶和潜水器的创新发展。
未来，水中气泡的应用技术将会得到更加广泛的应用和深入的研究。
水中气泡技术的应用涉及到船舶、潜水器、海洋工程等领域，其应用的具体效能和贡献也需要通过相关数据进行量化和分析。
国内外船舶气体减阻技术应用进展
船底部布置 3 个ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气释放单元，具体布置如图 7 所 示。由 3 个空气释放单元喷出微气泡在船底部形 成 微 气 泡 层［12］。2010 年 4 月，Mitsubishi 完 成 了 NYK-Hinode Line 公司的 YAMATAI 号模块运输船， 该船也是世界上首个新造船安装的 Mitsubishi 气泡 减阻系统。在实船试验中，气泡减阻系统实现了 大于 10% 的节能效果。同年 12 月，Mitsubishi 完 成了 YAMATAI 的姐妹船 YAMATO，同样采用了 Mitsubishi 气泡减阻系统［13］。4 年后，姐妹船保养 时， 气 泡 减 阻 系 统 能 够 正 常 运 行。2016 年 以 及 2017 年，Mitsubishi 将其气泡减阻系统安装到了 2 艘 AIDA 邮轮上，但目前尚未公布邮轮的减阻效率。
0 引 言
船舶阻力主要包括摩擦阻力、兴波阻力以及 黏压阻力，在肥大型船舶上，摩擦阻力通常占据 了主要部分。摩擦阻力产生于船舶行进时水与船 体表面之间的黏着作用，以货船估算，其占整体 阻力的 60%~70% ；以油轮估算，其占整体阻力的 80% 左右。因此，如何有效减阻始终是造船界的
关注重点。 减少船舶阻力的主要方法 ：一是船型优化设
徐天南：国内外船舶气体减阻技术应用进展
船舶动力装置
2021 年 · 第 6 期 · 总第 195 期
DOI:10.19423/ki.31-1561/u.2021.06.069
国内外船舶气体减阻技术应用进展
徐天南
（中国水产科学研究院 渔业机械仪器研究所 上海 200092）
［摘 要］介绍船舶气体减阻的机理、气泡发生方式、形成机制以及影响因素，同时分别介绍气泡减阻与气层减阻的国内外 主流研究机构及其商业化实船应用现状。指出国内外气体减阻应用存在差距，气泡减阻较气层减阻更为成熟，并针对这一 应用现状，提出气泡减阻与气层减阻在应用中所应注意的问题。 ［关键词］气泡减阻 ；气层减阻 ；实船应用 ［中图分类号］U661.1 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2021）06-0069-06
减小船舶摩擦阻力的方法
减小船舶摩擦阻力的方法
减小船舶摩擦阻力是提高船舶运行效率、减少油耗的重要手段。
以下介绍几种有效的方法：
1. 涂覆特殊涂料：船舶的船底涂覆特殊防污涂料，能够减小海面水流对船体的阻力，达到减小船舶摩擦阻力的目的。
同时，涂覆防污涂料还能够有效地防止海洋生物附着，减少船舶生物附着引起的阻力。
2. 采用空气润滑技术：采用空气润滑技术的船舶在船底和海面之间构造空气膜，减小摩擦力。
据研究，采用空气润滑技术的船舶能够减少20%的摩擦阻力，从而达到减少油耗的目的。
3. 控制船速：船舶的速度越快，摩擦阻力越大。
因此，适当降低船舶的巡航速度，能够有效地减小船舶摩擦阻力、降低油耗。
4. 改进船体设计：改进船体设计能够减小船体在水中的阻力。
例如，在船头安装波浪切割器，能够减小波浪对船体产生的阻力。
在船体下部增加平板，能够减少船体周围水流的阻力。
5. 清洗船底：船底长期积累的海藻、海洋生物等附着物会增加船体在水中的阻力。
定期清洗船底，能够减小船舶摩擦阻力、降低油耗。
总之，减小船舶摩擦阻力能够提高船舶运行效率、降低油耗。
采用上述方法可以有效地减小船舶摩擦阻力，提高船舶运行效率。
未来，随着技术的不断进步，相信还会出现更加先进、高效的减小船舶摩擦阻力的技术。
减小船舶粘性阻力的方法和措施
题目：减小粘性阻力的方法和措施组员：赵帅张帅郭宁吴龙烽郭宁罗乃甲减小船舶阻力方法：影响船舶阻力的因素很多, 其中主要的是航速、船型和船舶航行时的外界条件。
对于大量使用的中、低速船舶而言, 粘性阻力比兴波阻力要大得多; 对于高速船舶, 则主要应减少兴波阻力。
在减少阻力方面的主要措施有:一优化船舶的主要尺度和线型。
目前采用较多的船型与线型有: ①球鼻艏船型(国外已发展可变球鼻艏, 其鼻可上下移动, 或自由摆动, 或按吃水与航速变化改变球体形状) ; ②艉端球船型; ③球艉及双艉鳍船型; ④纵流船型; ⑤双体船及小水线面双体船; ⑥不对称艉部线型; ⑦浅吃水肥大船型; ⑧双艉船和平头涡艉。
（1）.球艏对游艇粘性阻力的影响：从游艇艇体表面的流线及压力分布图可以看出:尽管此类游艇加装球首的主要目的是减少兴波阻力以提高快速性,适当选择的球首(如球脂I)可以在明显减少游艇兴波阻力的同时减少粘压阻力，船艏以及尾部压力系数分布显著改变是其减阻的主要判据。
从上表可以看出,加装球鼻舷与没有球鼻脂状况相比,游艇的粘压阻力系数明显减小,而摩擦阻力差别不大,而球舷I状况下游艇的粘压阻力系数较球舫n稍大,但是差别不是很大"而球循I和球脂n两种状况对摩擦阻力系数基本没有影响"三者的粘性阻力系数大小为:采用球舷n最小,采用球舷I次之,无球脂时最大"对于兴波阻力系数,安装球鼻舶I!n均取到减阻效果,而球鼻舷I效果较好"（二）.运输船舶气泡润滑减阻技术研究成果显示:1)对低速肥大型船,在船底喷气,能够使摩擦阻力减小9% —17%左右;2)对低速肥大型船,在船底喷气能够使粘压阻力减小,最直观的理解是船底喷气改善了船底压力分布;3)同一喷气流量下,多级喷气(船首船中同时喷气)减阻效果好于单级喷气(仅仅在船首喷气)减阻效果,因为多级喷气模型是在单级喷气模型的气体体积分数较低的位置布置了一个喷气口,从物理模型上弥补了单级喷气模型的不足,另一方面,相对于单级喷气模型,多级喷气模型增加了喷气面积,而适度增加喷气面积有利于减小阻力;4)随着来流速度的增加,气体体积浓度在船底的分布也越集中,减阻率也相应增加,因为较大的来流速度相对于较小的来流速度更容易使气泡来不及逃逸就随着来流速度运动到船后方有效覆盖船表面;5)随着喷气流量的增加,减阻率也增加,因为喷气量的增加实际上就是增加了气体的体积浓度从而增加气体覆盖面;6)随着船舶吃水的增加,减阻率逐渐减小,这种减小的趋势在低速时表现得比较明显,而高速时表现得比较缓和;7)对深吃水低速肥大型船,较小的喷气流量减阻效果并不明显,要想获得理想的减阻效果,条件容许的情况下,需要增加喷气量;8)相同速度、相同喷气流量下,喷气口位置和面积相同的缝喷比孔喷减阻效果好,但缝喷更容易达到饱和喷气流量。
船用减阻技术研究与应用
船用减阻技术研究与应用船运是世界贸易体系的重要组成部分，而船舶的能耗则是造成二氧化碳排放的主要原因之一。
为了应对气候变化的挑战，降低船舶的能耗和排放已成为航运行业的重要目标之一。
减少风阻和水阻是降低能耗和排放的有效途径之一，在这方面，船用减阻技术的研究和应用显得尤为关键。
一、常用船用减阻技术目前，常用的船用减阻技术主要包括减少风阻和减小水阻两部分。
减少风阻的方法主要有以下几种：1. 空气动力学优化设计通过对船体、船尾、甲板等部位进行优化设计，降低了空气阻力，从而达到减少风阻的效果。
2. 表面防污涂层在船舶表面涂覆一层特殊的防污涂层，可防止海洋生物和盐水黏附，从而减少表面水阻。
减小水阻的方法主要包括以下几种：1. 水动力学优化设计通过对船体进行流体力学计算和仿真验证，优化船型设计，提高船体的流线型，减小水阻。
2. 燃油添加剂向船用燃油中添加表面活性剂、抗氧化剂等添加剂，可以有效减少燃油的黏度和表面张力，降低 water-resistance。
二、新兴船用减阻技术近年来，随着新材料和新技术的发展，许多新的船用减阻技术也应运而生，有望在未来实现更大规模的应用。
1. 超级滑板超级滑板是一种新型的高分子材料，其表面具有纳米结构和高度晶化，表现出极低的摩擦系数和优异的耐磨性能。
船舶表面涂覆超级滑板可显著减小水阻，从而提高船舶的速度和燃油经济性。
2. 船舶气动帆船舶气动帆是一种能够收集和利用风能的设备，可在适宜的风力情况下为船舶提供动力，从而减少燃料消耗和排放。
船舶气动帆技术的应用前景广阔，可以有效推动船舶行业的低碳化和可持续发展。
三、未来展望船用减阻技术的研究和应用一直是船舶行业的热点和难点之一。
未来，随着技术的不断进步，船用减阻技术将不断创新和发展，应用范围也会越来越广泛。
同时，政府和国际组织的相关政策和标准也将推动船用减阻技术的应用和普及，共同推动全球船运行业的绿色转型和可持续发展。
提高气泡船减阻率的技术措施
提高气泡船减阻率的技术措施气泡船是一种采用气泡技术来减少阻力的船只。
气泡总是在水中提供了额外的浮力，从而减少船体的直接接触，使得船的运行更加流畅和高效。
同时，气泡技术还可以提高船只的操纵性、深度控制能力和减少燃油的消耗。
在这篇文章中，我们将研究如何提高气泡船的减阻率，并且减少船只的能量消耗。
1.改善气泡生成技术气泡生成技术直接影响气泡船减阻率的高低，因此改善气泡生成技术可以提高气泡船的性能。
目前气泡生成技术主要有机械式、流动式和超声波式等多种类型，其中超声波式可产生质量和稳定性最高的气泡。
2.优化气泡密度与深度气泡密度和深度都是影响气泡船减阻率的因素。
研究表明，气泡密度达到一定的阈值后，会引发微小涡流，从而起到进一步减阻的作用。
因此，通过优化气泡密度与深度，可以产生最佳的气泡船减阻效果。
3.设计最佳气泡引导结构在气泡船的设计阶段，需要特别考虑气泡的引导结构，以确保气泡能够被精确地引导到船体表面上。
此外，需要结合船只大小和形状等因素进行气泡引导结构的差异化设计，以提高气泡船的减阻率。
4.选用合适的新材料使用高性能降阻涂料、气动表面涂层等先进的新材料可以降低摩擦阻力和表面阻力，进一步提高气泡船的减阻效果。
5.优化船舶推进动力气泡船减阻率的高低与船舶推进动力的关系密不可分。
因此，设计船只推进系统时，需要结合气泡船特性选择合适的动力设备，以提高推进系统效率的同时，提高气泡船减阻率。
总之，气泡技术因为具有其独特的减阻优势，被广泛应用于气泡船领域。
然而，在现实应用中，如何进一步提高气泡船减阻率，仍然是研究重点。
以上措施不仅可以提高气泡船减阻率，还可以减少船只能量消耗，降低航行成本。
因此，我们可以通过不断的技术创新和优化来提高气泡船的性能，为海洋交通提供更安全、更高效的服务。
相关数据指的是与气泡船、减阻率、推进动力等相关的数据，包括但不限于气泡密度、气泡深度、船只推进功率、船舶速度等。
这些数据对于研究气泡船的性能和减阻效果具有重要的意义。
气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果影响的数值研究的开题报告
气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果影响的数值研究的开
题报告
一、研究背景和意义：
气泡船是水上运输和海上救援中的一种新型船舶，其减阻效果显著，已经被广泛应用。
其中，气泡逸出控制措施被认为是影响气泡船减阻效果的重要因素，但目前对其影响机理的深入研究还比较缺乏，因此有必要进行数值研究。
二、研究目的和内容：
本研究旨在通过数值模拟的方法，探究气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果的影响机理，并建立相应的数学模型。
本研究的具体内容包括：
1、利用数值模拟软件建立气泡船运动模型和气泡产生模型；
2、设计不同的气泡逸出控制措施，如气泡出口大小、气泡出口位置和出口数量等；
3、对比分析不同气泡逸出控制措施下的气泡分布、流速分布、压力分布及气泡船的减阻效果；
4、利用数学模型分析不同控制参数对气泡船减阻效果的影响规律。
三、研究方法：
本研究采用数值模拟的方法进行研究。
首先，利用CFD（Computational Fluid Dynamics）方法，建立气泡船运动模型和气泡生成模型；其次，设计不同的气泡逸出控制措施，对比分析其对气泡分布、流速分布、压力分布及气泡船减阻效果的影响；最后，建立数学模型，对不同的控制参数进行分析和优化。
四、研究预期成果：
本研究预期能够深入探究气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果的影响机理，并建立相应的数学模型，为气泡船的工程应用提供可靠的理论基础。
同时，研究结果还能够为气泡船船型设计、气泡控制技术等领域提供新思路和参考。
气泡润滑减阻系统,船舶和控制方法
气泡润滑减阻系统,船舶和控制方法我跟你说啊，气泡润滑减阻系统这事儿，我一开始真是瞎摸索。
我就知道这玩意儿对船舶来说那可能是个挺牛的东西，能让船跑起来更轻松高效啊。
我最初的想法特别简单，我就想啊，气泡嘛，那把气往船底弄不就得了。
我就找了个小模型船，搞了个简单的装置，就像咱们吹泡泡那个小管子似的，往船底吹气。
结果你猜怎么着，完全不行啊。
一是气泡不均匀，二是那气量根本控制不好，船跑起来晃晃悠悠的，感觉阻力还更大了呢，这就是我犯的第一个错。
后来我就去查阅各种资料，发现人家的气泡得有一定的大小、分布还有产生的频率啥的都有讲究。
我又重新捣鼓我的小模型船。
我就想啊，这气泡的产生就好比给蛋糕里打奶油，得均匀又适量。
那怎么能做到呢？我就去研究那种能精密控制气体流量的小阀门，就像水龙头控制水流那样去控制气流。
我还试过很多种进气的位置，船头、船侧、船底不同的地方都试了。
有一次我在船底靠前的位置进气，发现气泡能往后延伸得好一点，但还是不够理想。
我不断调整进气角度，就像调整淋浴喷头的方向那样，看看从哪个角度进气能让气泡分布得最广最均匀。
对于船舶的话，大船可就更复杂了。
在小船上取得的经验用到大船上可不那么容易。
比如说，要想为大船配备气泡润滑减阻系统，那供气设备就得特别强大而且稳定。
我就去调研那些大型的空气压缩机，发现有些虽然气量很大，但噪音太大，对船上环境影响不好，而且也费电，这是个失败的尝试。
再说说控制方法吧。
我觉得就像开车一样，得根据船的速度、行驶的状态来调整气泡产生的量和频率。
比如说船要加速的时候，可能就需要更多小而密的气泡来减少阻力。
但这个调整可不好搞，我尝试过用传感器去监测船的行驶数据，比如速度、水的压力啥的，根据这些数据来自动控制气泡的产生。
但是传感器的数据有时候不准确，可能是受到水里杂物或者波浪的影响。
所以我又得想办法让传感器更精确，就好比给它戴上眼镜，只看它该看的东西。
这气泡润滑减阻系统啊，每一步都充满了挑战，成功之前不知道要失败多少次，但每次失败都是一次学习的机会。
波浪 气泡减阻
波浪气泡减阻
"波浪气泡减阻"这个词组似乎是涉及到流体力学或者船舶设计方面的概念。
在船舶设计中，减阻是指通过减少水流对船体的阻力，从而提高船舶的速度和燃油效率。
波浪和气泡是两种常见的减阻技术手段。
波浪减阻：通过设计船体的外形或者采用特殊的船体结构，可以减少船体在水中航行时产生的波浪，从而降低水流对船体的阻力，提高船舶的速度和效率。
气泡减阻：气泡减阻技术是通过在船体底部释放气泡，形成一层气泡薄膜，减少水流与船体表面的摩擦阻力，从而降低船舶的阻力，提高速度和燃油效率。
这些技术都是为了优化船舶的设计，提高船舶的性能和效率。
希望这个解释能够帮助您理解这个词组的含义。
气泡减阻系统原理
气泡减阻系统原理
气泡减阻系统是一种通过在船舶、飞行器等结构表面产生气泡层，减少摩擦阻力，提高运动效率的技术。
其原理基于两个基本物理学原理：表面张力和吸附作用。
当水或空气流经一个平坦、水平的表面时，由于表面张力，液体与固体之间会形成一个细小的湿润区域，称为“表面水膜”，并形成
阻力。
气泡减阻系统通过在表面注入气泡，使其聚集在一起形成气泡层，覆盖在表面上，从而打破了表面张力，大大降低了液体与固体之间的接触面积，从而减少了摩擦阻力。
此外，气泡减阻系统还利用了吸附作用。
气泡层表面的气泡与水或空气之间会发生分子间吸引力，从而吸附在表面上。
这种吸附作用可以形成一个稳定的气泡层，保持气泡在表面上的位置，不易破裂或漏气。
综上所述，气泡减阻系统通过利用表面张力和吸附作用，形成稳定的气泡层，降低摩擦阻力，提高运动效率。
该技术已广泛应用于船舶、飞行器、水上运动器材等领域。
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气泡降阻船
气泡降阻船
陈云赛;凌征成;滕曼葛;孙丰
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2010(37)3
【摘要】该作品将发动机的尾气通入一个稳压气囊。
再通过稳压气囊与船底的管道连接来产生气泡，使船底与浸湿面之间形成稳定气层，以此减小摩擦阻力。
而且还使排出的废气得到重新利用。
既节约了能源。
又减小了阻力。
该作品还加有虚拟视窗，通过虚拟视窗可以对船的航线进行控制。
【总页数】1页(PI0001-I0001)
【关键词】船底;气泡;降阻;摩擦阻力;管道连接;发动机;气囊;稳压
【作者】陈云赛;凌征成;滕曼葛;孙丰
【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U175
【相关文献】
1.气泡船减阻技术应用研究 [J], 张艳
2.提高气泡船减阻率的技术措施 [J], 邹存伟;刘世伟;张玲
3.微气泡降阻研究进展 [J], 杨余旺;孙思诚;王增刚
4.70000吨半潜船艉机舱主机排气管降阻的优化设计 [J], 朱棋锋;石海威
5.沪东中华要为新造LNG船配备气泡减阻技术 [J],
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日本开发船舶气泡减阻新技术
日本开发船舶气泡减阻新技术
佚名
【期刊名称】《航海技术》
【年(卷),期】2013()5
【摘要】为了减少船舶航行阻力，除尽可能减少船体的浸水面积外，就是减少水对船体的摩擦阻力（减阻）。
目前已有应用的“空气润滑法”就是从船底排出气泡减阻，大约可节省10％的燃料，但因气泡难以覆盖整个船底．节能效果很难进一步提高。
【总页数】1页(P56-56)
【关键词】减阻;气泡;船舶;新技术;开发;日本;航行阻力;摩擦阻力
【正文语种】中文
【中图分类】U661.311
【相关文献】
1.船舶通气气泡减阻相似律的研究 [J], 李百齐;高丽瑾;何术龙
2.不同喷气形式对船舶微气泡减阻效果的数值模拟研究 [J], 贾郑铭;葛冀欢;曹宣伟
3.国内外船舶气泡减阻技术的研究与应用 [J], 胡以怀;李慧晶;何浩;
4.国内外船舶气泡减阻技术的研究与应用 [J], 胡以怀;李慧晶;何浩
5.船舶气泡减阻研究进展 [J], 吴浩;吴卫国;陈克强
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占的 比例较大 ，所 以减小摩擦 阻力有 望成 为更有效 的 手段 。气泡船是指 采用气 泡减 阻技术 的一类船 舶 ， 其 工作 原 理 是把 空 气 （ 或废 气 ） 引入 船底 ，在 船 底 表
收 稿 日期 ： ０ １一ｌ —２ ；修 回 日期 ： ０ ２— ４— ９ ２１ １ ３ ２ １ ０ ０
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条措 施对 气泡 船 减 阻 效果 的影 响 ；另 一 方 面 探 讨 优
化横 剖 面底 部 形 状 措 施 对 气 泡 船 减 阻 效 果 的影 响 。
通过 探讨 ，以寻求 出使 气 泡 在 艇 底保 持 及 运 动 稳 定 性较 好 的最佳 减 阻 措施 ，从 而 提 高 高速 艇 摩 擦 阻 力 减阻 率 ，达到 降 阻节能 的 目的 。
Ｐａ ｄｌ ；Ｓ ｒｎ ｔ数 和 Ｓ 为 源 项 。 对 于 定 常 不 可 压 粘 性
ｌ 控 制 方 程及 数 学模 型
本文 的控 制方程 包 括 ：混 合 流体 的连续 性 方程 、
混合 流体 的 运 动方 程 、气 泡 的体 积 分 数 方 程 、关 于
气泡 与水 之 间滑移 速度 的方程 、湍流 模 式采 用 ｋ—
去 占 砉ｐ） （差 ＋ （） （ ＝ ） ｐ＋ 去
Ｃ （ ，Ｇ ）一ｃ ¨ Ｇ ＋Ｇ ： ｐ
式 中 ：Ｇ 为 由于平 均速 度梯 度 引 起 的 湍动 能 ｋ的产 生 项 ；Ｇ 为 由于浮 力 引起 的湍 动 能 ｋ的产 生 项 ； 为 可 压 湍 流 中高 马 赫 数 时 脉 动 扩 张 的 贡 献 ；Ｃ ， Ｃ 和 Ｃ 为 经验 常数 ； 和ｏ － 分别 为 ｋ和 占对应 的
３ 中航 工 业 特 种 飞 行 器研 究 所 ， 北 荆 艇艇 底不同位置加设纵 向防逸条 ， 控制气 泡沿船体横 向 的逸 出 ， 大艇 底气泡 的体 积 来 增
浓 度 ， 高 气 泡 船 的减 阻效 果 。考 虑船 体 横 剖 面 形状 对气 泡 逸 出 的 影 响 ， 别 是 纵 剖 线 形 状 的影 响 ， 对 优 化 后 的 新 提 特 又 船 型 进 行 了 气 泡 减 阻 计 算 。通 过 对 计 算 结 果 的 比较 分 析 ， 求 控 制 气 泡 逃 逸 的 最 佳 技 术 措 施 。 寻
目标 之一 ；通 过线型优化减 小剩余 阻力是 目前 的主要
手 段 。而 对 多数 水 面 和 水 下 航 行 物 而 言 ，摩 擦 阻力 所
本 、中国 、美 国 、法 国、韩 国等 国大力开 展 了船舶 气 泡减 阻技术 的研究 ，并在俄 罗斯 等 少数 国家 的平 底 船 和高速艇 上得到 了初步应用 。据 克雷 洛夫 研究 院研 究 成果报 导 ：利用气 泡技术可使 大多数 滑行 艇 的阻力 减 小 ２％ ～ ０ ０ ４％ ，而 消耗 在 压缩 空 气 上 的 功率 不
混合模 型 的连 续方 程为
（ ｍ）＋Ｖ・ Ｐ ｐ （ ） 。 ＝
２ 边 界 条 件
本文 的边 界 条件 为水 流 入 口边 界 条件 、微 气 泡 喷 人 口边 界条 件 、出 口边界 条件 、壁 面 和对称 面 。
式中：
＝
∑：ｃ 为 合相 量平 度 ；Ｐ ， 混 质 均速
；
１ 速度 入 口边界 ： 。 ，Ｖ ） ＝“ ：ｕ ＝Ｗ＝ ０气 液 两 相流 速相 等 ，为均 匀 的来 流 。
２ 出流 边 界 ： ） ：０ ，咖 ： ， ，鲫 在 出 口
Ｐ＝ ０ 混 ∑ ｔ 为 合密 为 ｋ 体积分数； ｋ ｐ 度； 第 相的
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ｂｕ ｂ ｅ ｓ ａ ｉ ｂ ｌ ｓ ｅ ｃ ｐ ｎｇ
０ 引 言
减阻提速 、降低 能耗是船舶研 究设计人 员 的主要
面形 成气水混合 两相流 ，以降低船底 表 面附 近流体 密 度 ，改变边界层 内流动结构 ，从 而 降低船 底表 面摩 擦
阻 力 ，达 到 节 能 目 的 。 自 １７ ９３年 以 来 ， 俄 罗 斯 、 日
描述 了由于气 穴或 用户 定义 的质 量源 的质 量传 递 。
处 ，所有 变量 ，如 “ ，Ｗ等 梯度 均为 ０ ， 。 ３ ）对 称边 界条 件 ：Ｕ ＝ ０在 对称 面上 ，法 向速
０（ ）＋ ‘ 口 Ｐ （ ）＝
． ５・ ２
会 大于 总功率 的 ３ 。如果 优化 艇底 形状 ，减 阻效 果 ％
还 可 提 高 到 ５ ％ 。 他 们 已 开 发 成 功 的 产 品 有 ２个 型 ０
一
。
（
） 。
号 ，一个是 内河 气 泡 艇 “ 达 ” 号 ；另 一 个 是 沿 海 林
第３ ４卷 第 １ ０期
２１ 年 １ 月 ０２ ０
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ４． ＮＯ １ １３ ．０ Ｏｃ ．，２ ２ ｔ ０１
Ｓ Ｉ ＣＩ Ｈ Ｐ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨ Ｎ０Ｌ ０ＧＹ
提高气泡船减 阻率的技术措 施
邹 存 伟 刘世 伟 ， ， 张 玲
（． １ 中国舰 船研 究设 计 中心 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ６ ２ 武汉 交通 职业 学院 ， ３ ０ ４； ． 湖北 武 汉 ４ ０ ６ ： ３ ０ ５
标准 ｋ— ｍ ｄ ｌ ｏｅ 通过 引入湍动 能和湍动 粘度 的输
运方程得到 ｋ和 ｓ ，而 ｐ 表达 为 ｋ ｓ的函数 ，即 ： 和
０ 杀 Ｕ＝。 差＋ （ （ｉ－ｒ ） ＋ ） Ｌ （
Ｇ＾＋ Ｇ６一ｐ — ｌ ＋Ｓ ｓ ， Ｍ ；
现 。本 文一方 面探 讨 船 体 底 部 设 置小 尺度 纵 向防 逸
基 金 项 目 ： 家 “ ６ ” 目（ ，０ Ａ １Ｚ ２ ） 国 ８３ 项 ２ ０ ６ Ａ １ ２ ３ 作 者 简 介 ： 存 伟 （ ９ ２一） 女 ， 程 师 ， 邹 １８ ， 工 主要 从 事船 舶水 动力 性 能 研究 。
第１ ０期
邹存伟 ， ： 高气 泡船减 阻率的技 术措 施 等 提
ａ ｏ ｄ ａ ｒｂ ｂ ｌ ｓｅ ｃ ｐｉ ｒ ｍ ｏｈ ｓｄ ｓｏ ｈ ｈ ｐ ａ ｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈｅ ｖ ｌ ｍｅ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｏ ｉ ｂ ｌ ｓ ｖ ｉ ｉ ｕ ｂ ｅ ｓ ａ ｎｇｆｏ ｂ ｔ ｉ ｅ ｆｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｏ ｕ ｏ ｃ ｎｒ ｔｏ ｆａ ｒｂｕ ｂ ｅ ． Ｃｏ ｉ ｅ ｉ ｇ ｔ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｈ ｒ ｓ —ｅ ｔｏ ｎ ｈ ｈ ｐｅ ｏ ｈｅ ｒｐ ｏ ｌ ｎ ｉ ｕ ｂｌｓ ｅ ｃ ｐ ｎ ｔ ｅ ｎｓｄ ｒｎ ｈｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｃ ｏ ｓｓ ｃ ｉｎｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａ ｆ ｓ ｅ — ｒ ｆ ｅ ｏ ａｒ ｂ ｂ ｅ ｓ ａ ｉ ｇ，ｈ ｌ ｉ ｎ ｍｅ ｉａ ａｃ ａ ｉｎ ａ ｏ ｔａｒｂ ｂ ｌ ｓｉ ｓ ｄ ｂ ｈ ｐ ｉ ｉｅ ｈｉ ｏ ｍ． ｉ ａ ｅ ｏ ｐ ｒ ｓｔｅ ｄｉ ｅ ｅ ｔ ｕ ｒｃ ｌｃ ｌｕｌｔｏ ｂ ｕ ｉ ｕ ｂ ｅ ｓｕ ｅ ｙｔ ｅ ｏ ｔ ｚ ｄ ｓ ｐ ｆ ｒ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｃ ｍ ａ ｅ ｈ ｆ ｒ ｎ ｍ ｆ ｒ ｓ ｌｓ ａ ｄ ｒｅ ｔ ｆｎ ｔ ｅ ｅ ｔ ｅ ｈ ｃ ｌ ｅ ｕ ｔ ｎ ｔｉ ｓ ｏ ｉ ｄ ｈ ｂ ｓ ｔ ｃ ｎｉａ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｆ ｏ ｔｏｌｎ ｔ ｅ ｉ ｂ ｂ ｌ ｓ ｏ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｒｌｉ ｇ ｈ ａ ｒ ｕ ｂ ｅ ｔ ｅ ｃ ｐ ａ ｄ ｈ ｎ ｉ ｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｒ ｇ ｒ ｄ ｔｏ ａ ｅ ｍ ｒ ｖｎ ｈｅ ｄ ａ ｅ ｕｃｉｎ ｒ ｔ ．
模型 。
１ １ 控 制 方 程 ．
流 的计 算 ，式 中 的 首 项 （ 间 导 数 项 ） ， 时 ，Ｇ ，Ｙ
Ｓ和 Ｓ 可 以 忽 略 。 各 经 验 常 数 为 ：Ｃ ＝１４ ， ： ＝ 。 ． ４ Ｃ
１ ９ ，Ｃ ０ ０ ． ２ ＝ ． ９，ｏ ｒ ＝１ ，
＝１３ ． ，本 文 中 Ｃ ＝ 。 ３ ０
关键 词 ： 高速 艇 ； 气泡减 阻 ； 微 防逸条 ； 气泡选 出
中图分类 号 ： Ｕ ６ ．１ ６ １ ３ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １ ７ ７ ４ （０ ２ １ ０ ２ ０ ｄ ｉｉ ． ４ ４ ｊｉ ｎ １ ７ ７ ４ ． ０ ２ １． ０ ６ ２— ６ ９ ２ ｌ ） ０— ０ ４— ７ ｏ ：０ ３ ０ ／．ｓ ． ６ ２— ６ ９ ２ １ ． ０ ０ ５ ｓ