船艉线型对船舶阻力性能的影响

摘
要： 以船体 阻力性能为优化对象 ， 基于改造母 型船法 ， 分析 船艉线 型的改变 对船舶 阻力性 能的影 响 。
根据船舶 主要 参数设计要求 ， 参考 同类船 型 ， 利用 Ｔｒ ｏ－ ｉｅ 模块 对船舶艉部型线进 行改造 ， 成两 种方案 ｉ ｎＬｎ ｓ ｂ 生 船型， 并通过 Ｃ Ｘ软件对母 船型以及方案船 型进 行粘性绕流场 的数 值模 拟 ， Ｆ 讨论不 同航速下艉部线 型对船体 总阻力的影响 。研究结果表 明 ， 以船体 阻力性能为优化对象 时 ， 在 选优后 的方形艉在相 同的航 速下 阻力低 、 消
图 １ ３ ～ 。
１
中国高校基本科 研业务费专项 资金
（ ＨＥＵＣＦ ０ １ 。 Ｔ１ ０ ）
作者简 介 ： 王
伟 （９ ４） 男 ， 士 生 。 １ ８一 ， 硕
研究方 向： 船型线优化设计 舰
Ｅ ｍａｌｈ ｕ ２ ４ １ ３ ｃ ｒ － ｉ： ｅ １ ３ ＠ ６ ． ｏ ｎ
第 ２ 期
舶 型线 的生 成 和 光 顺 。母 船 型艉 部 为巡 洋 舰 艉 ，
Ａ＝ｏ。 ／￣ Ｌ － Ａ
一 ｏ
（ １ ）
（ Fra Baidu bibliotek２
方 案船 型 为两形 状不 同的 方形 艉 （ 表 １ 。为研 见 ）
究 方便 现 将 母 型 船 及 改 造 后 的 船 型 分 别 编 号 为
ＲＣＳＭ — Ｉ、 ＲＣＳＭ 一 Ⅱ 、ＲＣＳＭ Ⅲ 。
１ ＲＣ Ｍ 系列 船 型 型 线 的 生 成 Ｓ
在保证 母 型船 主要 参 数 不 变 的情 况 下 ， 于 基
设 计水 线 长 、 船舯 剖 面系数 不 变 。 主尺 度 的变换 采 用线 性变 换 ， 船长 、 宽和 吃 船
水 的变换 按式 （ ） （ ） １～ ３。
改造母 型 船法 ｌ ， 助 Ｔ ｉｏ － ｉｅ 模 块 进 行 船 １借 ］ ｒｂｎＬｎ ｓ
以上 主 尺度变 换 后 的型线 按 照对应 的站号分
水 以下部 分进 行 改进 ， 并保 证船 体 总 长垂线 间长 、
收 稿 日期 ： ０ ００ — ９ ２ １ — ８０ 修 回 日期 ： ０ ００ — １ ２ １ — ９０
别 移 到母 型船 相应 站 号上 即 可 以得 到设 计船 的 横
ＡＴ＝ △丁ｏ
（） ３
表 １ 母 型 船 船 模 的 主 要 参 数
式 中 ： △ —— 设 计船 的船 长 和站距 ； Ｌ、 Ｌ Ｌ 、 Ｌ — —参 考 船 型 的船 长 和站距 ； ｏ△ 。
Ｂ、 — — 设 计 船 的 设 计 水 线 宽 和 水 线 半 宽；
总长 垂线间长 设计水线 吃水 方形系 舯横剖面 棱形系 加 宽 Ｂ ｍ 丁 ｒ 数 系数 ／ ／ｚ ｌ 数 Ｃ Ｐ
距；
型船 的浮心 纵 向位 置 ｘ 完 全 相 同 ， 参 考 船 型 将 的总尺 寸缩 尺 比 为母 型 船 的 主尺 度 ， 后 取 其 后 然
体 型值 进行 方案 船 型 的组合 。在 确定 了方 案 船 型 的横 剖 线 型 线 后 用 Ｔｒ ｏ － ｅ ｉ ｎＩ ｎ ｓ的 三 向光 顺 生 ｂ ｉ
耗 的 功 率 小 、 状 效 应 小 、 压 阻力 和 摩 擦 阻 力 也 相 对 较 小 。 形 粘
关键词 ： 型船 法 ； 母 型线优化 ； 数值模拟 ； 阻力性能 ； 尾流场
中图分类号 ： ６． １ Ｕ６ １ ３ 文献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０ １ ０—０ １０ １ ７—９ ３ ２ １ ）２０ ０—４
剖线 型线 图。然后 根 据此 横剖 线 图重新 插值 出半
基 金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 项 目（０ ０ ０ ６ ； １ ７ ２ １ ）
宽水线 图和纵 剖 线 图 ， 同时 进 行 型 线 三 向光 顺 并 校 核三 向投影 的协 调对 应 。在进 行船 艉 型线生 成 时特别 要 注意 过 渡 区 的 型线 光 顺 ， 过 渡 质 量 用 其 Ｔｒ ｏ － ｉｅ ｉ ｎＬ ｎ ｓ的三 向光顺 模块 来 确 定 。母 型船 的 ｂ 横 剖线 图 以 及 改 型 后 的 方 案 船 型 的 横 剖 线 图 见
第４卷 ０
第 ２期
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ＯＣＥＡＮ ＨＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｖｏ ． Ｏ Ｎｏ ２ １４ ．
Ａｐ ．２ １ ｒ ０１
２１ 年 Ｏ ０１ ４月
船 艉 线 型 对 船 舶 阻 力 性 能 的 影 响
王 伟， 王 超， 黄 胜， 周 剑 ， 维华 刘
（ 尔 滨 工程 大 学 船 舶 工 程 学 院 ， 尔 滨 １０ ０ ） 哈 哈 ５ ０ １
成水 线 和纵 剖 线 。由 于该 船 没 有 平 行 中体 ， 船 在
Ｔ 、 ｆ— — 参考 船型 的设 计 吃水 和 吃水 间 ０△， ０
距。
长方 向取母船 中站 面 至 船 艉 方 向 、 吃水 方 向 以吃
按 与此 船长 、 宽 吃水成 比例 的关 系式换算 ， 半 即可 以绘 出设 计 船 的横剖 线 。
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３Ｏ ．４ ２８ ．０ ０３７ ． ５ Ｏ． ０５ ０ １ ］ ６ ２ Ｏ９４ ． ６ ０６７ ． ３
在 进行 艉部 线 型改 进 时 ， 假定 参 考 船 型 与母
Ｂｏ 、 ｏ—— 参 考船 型 的设 计 水 线 宽 和 水 线 半宽； 丁、 Ｔ —— 设 计 船 的设 计 吃 水 和 吃 水 间 △
船
海
工
程
第 ４ 卷 Ｏ
２ 数 值 计 算模 型
２ １ 控 制 方 程 和 湍 流 模 型 ．
在进行 船舶 Ｃ Ｄ计算 时 ， 常将水看成 是不 Ｆ 通 可压 缩流体 ， 不计 热交换 ， 流体 满足 的瞬时流动 的
连续性 方程 和动量 方程 ：
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