穿浪双体船附连水质量计算讨论

面， 在对 高速 穿浪 双 体 船 进 行船 体 总振 动 计 算 及
模 态分析 时 ， 须 考虑 附连 水质量 Ｉ ｊ 必 。
针对 穿浪 双体 船 独 特 的结 构 特 点 ， 据 水 面 依 船舶 附连 水质 量理 论 和潜艇 巡航 状态 船体 附连 水 质量 计算 理论 分别 对某 穿浪 双体 船 的附连 水质 量
立 ５ ９ 单 元 。该 船 三 维 有 限 元 模 型 的离 散 ２２ ７个
图 见 图 １ 。
体船 的低 阻 ， 耐波 性 及 常 规 双 体 船 甲板 面积 宽 高
敞 的优 点 ， 时融 汇 了深 Ｖ 船 型wk.baidu.com的 特点 ， 服 了 同 克
小 水线 面双 体船 的片 体 无储 备浮 力 、 间狭 小 和 空
３１
作 者 简 介 ： 科 技 （ ９ ５） 男 ， 士 生 。 李 １８ 一 ， 硕
研究方 向 ： 船体结构振动与噪声控制 。
Ｅ ｍａｌｌ ｅ ｌ ｅｉ １ ６ Ｃ Ｉ － ｉ ｉ ｊ ｉ ｊ ２ ． ＯＤ ： ｋ ｉｋ ＠
第１ 期
船
海
工
程
第 ３ 卷 ９
质量 ， ． ： ｎ 为
进 行 计 算 。并 应 用 有 限 元 计 算 软 件 Ｐ ｔａ ａｒｎ和 Ｎａｔａ ｓｒｎ分 别对两 种计 算 模 型 下 的船 体 固有 频 率 进行计 算 和分 析 比较 。
图 １ 穿 浪 双体 船 有 限 元 模 型
２ 附连 水质 量 的计 算
船舶 在运 动 时 ， 绕 在 船体 周 围 的水 也 处 于 环 运 动状态 ， 因而 舷外 水 对 船 体 的振 动产 生 很 大 的
纸尺 寸建立 ， 以确 保 准 确 地 模 拟 实 艇结 构 。模 型 包括 上层 建 筑 、 甲板 、 高一 甲板 、 一 升 甲板 纵 桁及 横梁 、 舱 壁 、 纵 片体纵 桁及 龙 骨 、 封板 、 喷管 以 艉 艉
及 湿表 面纵 骨 。采 用 二 维 ｓｅｌ 元模 拟船 体 各 ｈ ｌ单
摘
要： 针对高速 穿浪 双体 船 ， 应用两种不 同的理论对其附连水质量进行计算 ； 利用大型有限元计算软件
Ｐ ｔａ ａｒｎ和 Ｎａｔａ ｓｒｎ建立 了全船三维有限元模型 ， 并分别计 算和分析了该船的模态 。结果表 明对于穿浪双体 船 按 这两种理论计 算所得的结果相差很小 ， 并与实船 测试 数据 符合 较好 。 关键词 ： 高速穿浪双体船 ； 附连水质量 ； 限元 有
中 图分 类 号 ： ６． ４ Ｕ６ １４ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０ ０ ０—０ １０ １７ —９３ ２ １ ） １０ ３ ３
高速 穿 浪 双体 船 （ Ｃ 保 留 了小 水 线 面 双 ＷＰ ）
层 甲板 和 内外壁 板 ， 其上 的纵 桁 、 梁及 骨架 等采 横 用 一 维 ｂａ 单 元模 拟 ， ｅｍ 共生 成 ３ ３ ０７９个节点 ， 建
的改变 。相 当 于 有 一 部 分 舷 外 水 与 船 体 一 起 振 动， 这部 分舷 外水 的质 量称 为 附连水 质量 ， 具有 与 船体 的质 量 同 阶甚 至 更 大 的量 值 ， 可使 船 体 自由 振 动频率 大 大降低 ＿ 。 ＿ ｌ ］ 穿浪 双体 船 是一 种 水 面 船 舶 ， 般 采 用水 面 一
船舶 附连 水质 量 理论 ， 穿 浪 双体 船 片体 结 构横 但
收 稿 日期 ：０ ９０ ６ ２ ０ ４１
修 回 日期 ：０ ９ ０ ７ ２ ０ ７２
剖 面接近 于椭 圆 ， 体 入 水 时 犹 如潜 艇 水 面巡 航 片
状态 时 的情景 ， 以这 里 采 用潜 艇 巡 航 状 态 附连 所 水质 量理 论计 算其 附连 水质 量 的大小 。 ２ １ 水面 船舶 附连 水质 量 的计算 理论 ． 计 算 船体垂 向振 动 时 ， 位 长 度 上 的 附连 水 单
影 响 ， 响可 以分 为重 力 的影 响 、 影 阻尼 的影 响和 惯 性 的影 响 ， 中主要 是 惯性 的影 响 。 其
１ 有 限元模 型
采 用整 船三 维有 限元 模 型ｌ进 行 固有频 率计 ４ ］
算 ， 船 三维有 限 元 模 型严 格 按 照 该 船 的结 构 图 整
惯性 的影 响反 应 在参 与船体 振动 的等 效质 量
第３卷 ９
第 １ 期
Ｓ Ｉ Ｈ Ｐ
船 海 工 程
（ ＣＥＡＮ ） ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｖｏ Ｊ ９ Ｎｏ １ Ｉ３ ．
Ｆｅ ． ０ ０ ｂ ２ １
２１ ０ ０年 ２月
穿 浪 双 体 船 附连 水 质 量计 算 讨 论
李 科技 ， 志坚 陈
（ 军 ＿ 程 大 学 船 舶 与 动 力 学院 ，武 汉 ４ ０ ３ ） 海 ７ － ３ ０ ３
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式 中：——水 的密度 ； ｐ
式 中 ：—— 剖面水线处半 宽（ ６ 当水线位于剖 面最 大 宽度点 以上 时为剖面最大半 宽）ｍ； ，
— —
６ —计 算剖 面处 的水 线半 宽 ； —
要 求复 杂 的航 态控 制 系统 和传 动系统 等 缺点 。基
于高速 穿浪 双体 船 型 的 这些 特 点 ， 合 用 作 高 速 适
车客渡船 、 用各 类 高 性 能 攻击 艇 和 高性 能 隐 身 军 艇 的基础 船 型 ， 广 阔 的发 展 前 景 ［ 。穿 浪 双 体 有 １ ］
船 的振动 计算 分析 是研 究高 质量 穿浪 船 的重要 方
—
—
计算 剖面处 的吃水 ；
不 同于椭 圆而 引入 的无 因 次修 正 系 数， 取决 于宽 度 与 吃水 之 比 ２ ／ ｂｄ和
剖 面吃水 ， ｍ；
水 比 ２／ ｂ ｄ和 浸 剖 面 面 积 系 数 而定（ 一Ｓ ／ ｂ Ｓ ２ｄ， 为浸 剖面 面
积 ， 。； Ｉ ） ｎ