ITTC及船舶水动力学研究方向与重点分析

ITTC及船舶水动力学研究方向与重点分析

中船重工集团七○二所沈泓萃

摘要：本文介绍了1933年以来国际拖曳水池会议（ITTC）组织章程和技术结构的演变过程，分析了ITTC各技术委员会的任务和研究结论，并运用系统分析的概念和方法，对第21～25届ITTC的研究进行了梳理，指出了ITTC范围内船舶与海洋工程水动力学研究领域的重点发展方向和热点研究问题，可供国内拟制该领域的未来发展规划和计划作参考。

关键词：ITTC、水动力学、发展规划

目录

1 前言 (1)

2 ITTC发展史简介 (1)

2.1 ITTC组织与章程的演变 (3)

2.2 ITTC EC和AC的演变 (4)

2.3 ITTC TC结构的演变 (5)

3 ITTC水动力学研究任务与发展方向分析 (7)

3.1 一般委员会的技术任务和结论分析 (7)

3.1.1 阻力与流动研究领域 (11)

3.1.2 推进研究领域 (12)

3.1.3 操纵性研究领域 (14)

3.1.4 耐波性研究领域 (15)

3.1.5 海洋工程研究领域 (17)

3.2 专家委员会的技术任务和结论分析 (19)

3.2.1 功率性能专题研究方向 (24)

3.2.2 非常规推进专题研究方向 (25)

3.2.3 空泡与脉动压力专题研究方向 (26)

3.2.4 波浪中的稳性专题研究方向 (28)

3.2.5 海洋环境模拟专题研究方向 (28)

3.2.6 高速船专题研究方向 (30)

3.2.7 冰海航行性能专题研究方向 (31)

3.2.8 共性基础技术专题研究方向 (32)

4 ITTC水动力学研究重点分析 (33)

4.1 概念探索研究重点 (34)

4.1.1 真实海洋风浪流环境建模 (34)

4.1.2 高雷诺数下平台周围湍流流动现象和响应 (34)

4.1.3 自由面现象和响应 (35)

4.1.4 空化现象和响应 (35)

4.1.5 学科交叉耦合 (35)

4.2 试验方法研究重点 (35)

4.2.1 测量技术 (35)

4.2.2 模拟试验技术 (36)

4.2.3 试验评估技术 (36)

4.2.4 外推和换算技术 (37)

4.3 数值方法研究重点 (37)

4.3.1 CFD建模技术 (37)

4.3.2 CFD验证技术 (38)

4.3.3 CFD应用技术 (38)

4.4 设计应用能力研究重点 (39)

4.4.1 新船型设计及其综合航行性能分析和优化 (39)

4.4.2 新型推进装置设计及其性能分析和优化 (39)

4.4.3 环境效应评估与安全性设计 (40)

5 结语 (40)

6 参考文献 (40)

1 前言

2008年对于我国船舶水动力学研究群体来讲是值得庆贺的一年。这一年是中国造船工程学会船舶力学委员会成立30周年，这一年又是中国加入ITTC30周年，并且就在这一届ITTC大会上14位中国专家当选了ITTC的执行委员会（EC）、顾问委员会（AC）和技术委员会（TC）的委员，在委员数量上仅次于日、美而首次位居世界第三。这一成就从一个侧面反映了我国船舶水动力学研究的国际地位犹如我国造船产量一样蒸蒸日上。

ITTC是国际上船舶水动力学界最具代表性和权威性的民间学术研究组织。自从1932年John de Meo博士提出倡议，并于次年召开第一次国际水池主任会议即现在的ITTC以来，ITTC的规模迅速壮大。迄今，参加ITTC的国家已增长了2.5倍，代表数则扩大了10倍之多。那末，为什么ITTC会有如此大的吸引力呢？ITTC究竟能为世界各国的船模试验池、船舶水动力学研究所乃至船厂和航运部门提供哪些帮助和贡献呢？ITTC对我国船舶水动力学的发展又有什么样的作用呢？这就是本文试图回答的问题。

本人曾有幸作为观察员参加了第20届ITTC大会，后又相继担任第21届ITTC 阻力与流动委员会的委员、第22届ITTC的顾问委员会和执行委员会的委员及第23届ITTC的顾问委员会委员。并且在第22届ITTC期间还作为大会组织委员会的中方主席与韩国共同组织了在汉城和上海举办的ITTC大会，深切体会到要成为ITTC的成员组织并不容易，而要举办ITTC大会就好像“申奥”一样更不容易，然而，参与ITTC的活动，了解国际上船舶水动力学研究的态势以及重点和热点，无疑对我国船舶水动力学的跨越发展是至关重要的。

2 ITTC发展史简介

1932年在Hamburg召开的一次国际水动力学会议期间，John de Meo博士提议要在船舶推进领域中开展国际合作，并得到了一些水池负责人的响应。于是，在1933年7月由荷兰的Troost教授提出邀请，在Hague召开了第一次国际水池主任会议，这就是后来的ITTC。当时只有美、英、法、德、意、日、奥地利、荷兰和挪威的23名代表出席了会议。1934年、1935年又分别召开了第2～4届国际水池主任会议，后因二战而暂定。从1948年第5届会议开始，每3年开一次大会的规定实施，并在1954

年第7届大会上否决了将国际水池主任会议改名为国际船舶水动力学会议的提议，而正式定名为国际拖曳水池会议（ITTC）。历届ITTC大会的概况统计在表1之中。可以看到，七十多年来ITTC的规模发展十分迅速，参加的国家增长了二倍半，代表人数扩大了十倍左右。ITTC如此强大的吸引力显然来自其服务宗旨和所发挥的巨大作用。

表1 历届ITTC大会举办时间、地点和规模一览表

2.1 ITTC组织与章程的演变

第1届ITTC只有一个4人委员会，负责给出一般意义上的技术结论。第5届开始任命了一个6人常委，负责两次大会之间的日常工作，直到第10届前ITTC的组织均由他们管理，期间，围绕ITTC的目标、成员和代表资格等问题争论不休，一些代表认为ITTC应由对船厂和船东负直接责任的水池主任来控制，而另一些代表则认为ITTC的成员资格应对所有拖曳水池、船舶水动力学实验室或模型水池开放。为此，常委起草了一个章程，并在第10届ITTC大会上获得通过。该章程可以说是ITTC第一个正式发表的章程，其中明确ITTC的目的是“促进解决对水池主任工作有重要作用的技术问题，因为他们是给船厂和航运部门提供关于船模试验信息和建议的直接责任人。”章程还规定会议代表是拖曳水池或水筒、船舶研究协会或大学造船系的主任，并终止了常务委员会而设立执行委员会（EC），规定由成员组织代表组成的“控制团”来选举EC委员。尽管如此，随着ITTC成员数量的增加，一些主要拖曳水池还是担心ITTC会变成一个与水动力学关系不甚密切的散乱组织，不利于发展职业水池与顾客的关系，因为此时小水池和大学、研究所的数量大大超过了大水池。作为折衷处理，第13届ITTC取消了“控制团”而代之以顾问委员会（AC），代表大水池向大会提出推荐技术委员会（TC）的咨询意见。第17届ITTC又将研究对象从船舶扩展到海洋工程和所有海事装备。这些变化最终体现在第21届ITTC大会通过的新章程中。

第21届ITTC重新制定的章程中指出，ITTC的主要任务是促进解决船模试验池负责人十分关注的重要技术问题，因为他们的责任是依据物理和数值模拟结果向船舶与其它海事装备的设计、建造和使用者提供关于实尺度性能的信息和意见。ITTC的