现代船舶减阻方法探讨

W A TERWAY TRANSPORT
水|路|运|输憝
现代船舶减阻方法探讨
胡东
(贵港船舶检验局，广西贵港537100)
摘要：文章从船型和航速两方面分析了影响船舶阻力的因素，探讨了沟槽减阻法、
气泡减阻法、高分 合 减阻 现代船舶减阻技术方法。

关键词：现代船舶#咸阻;方法;节能
中图分类号：U661.3T1文献标识码：A D O I: 10. 13282/ki.wccst.2018. 05. 047
文章编号：1673 - 4874(2018) )5 - 01 72 - 03
Discussion on Drag Reduction Method of Modern Ships
HU Dong
(Guigang Ship Inspection Bureau,G uigang,G uangxi,537100)
This article analyzed the factors affecting ship resistance from the aspects of ship
type and speed,and discussed the trench drag-reduction m ethod,bubble drag-reduction m eth­
o d,high-m olecular polymer additive drag-reduction method and other modern ship drag-reduc­
tion technology m ethods.
Modern s h ip；Drag red u ctio n；M ethod；Energy saving
〇引言
影响船舶阻力的 是流体介质，是流体力学的研究范畴。

在水和空气
体的影响下对船 行 阻 用的力叫做船舶阻力。

船体阻力的 分是
船体 阻力;船体 水面的阻力为流水阻力；未 水面的船体阻力为空
气阻力。

航行过程 船型、 船体 阻力 异，因此减少船
阻力的方 根据船体实 况来 。

1影响船舶阻力的因素
船舶在航行过程中影响其动能的主要因素是船舶阻力，影响船舶阻力的因素
船型、船速、流体介质以及航行状态。

，不同的船 行过程 产
生的阻力是不同的，相同 与船 不同介质和水 行 阻力亦不相同，在__________________研究船舶阻力 综合船型和流体介质进行分析。

作者简介 '1船型对航行阻力的影I
东(1968!)，工程 根据力学研究表明，不同的船体 行过程 体阻力是 异的，船师，船 验 用途不同在设计 考虑的 异。

，在研究 取用船型参工作。

来表示其具体特征，体现在数据上就是排水量长度系数、方形系数、棱形系数以及
1 72西7父通科技？m m u r S^n s Science & Technology
现代船舶减阻方法探讨/胡东
船 &
(1) 船体的 程度体现在排水量长度！船体长度与排水量的关 影响船 行的阻力。

通过排水量的 以判断船只的长度，而船舶设计过程中为减少阻力也将长度与宽度考虑在内，的船只的跨度 窄，阻力 ，这也是为
目前 船 最的。

当船只排水量 ，就必须拓宽船 度，船 度 后
阻力 ，摩擦力与剩佘阻力构成船舶阻力。

(2) 船舶的宽度 是方形 ，方形 对
船舶阻力的影响可以说是产生船舶阻力的最小因 。

从局 ，对于追 度的军用船影响较 ，其 力影响 例较 对剩佘阻力来较大，其产生的剩佘阻力是 船 生的1.5 。

从整体分析，船体扁平程度吃水总阻力影响不大，可以忽略不计。

(3) 棱形 同方形 *考虑其剩佘阻力对于船舶阻力的影响，当剩佘阻力过 明棱形
系数较高。

根据以上分析表明，船型对于船舶阻力的影响主 取 船 的变化，为减少船舶阻力选取船型必 分析这 ，减
，船 的阻力 减 。

1.2 对阻力的影响
船 行 度的提升与阻力的变化关，当船 度不断提升，船体 与水面接
将 ，速度最快、阻力最 基本与水面接触
靠或 前进时的1/3。

船体 行
进 升，抬升度 与水 ，升过程就是由水阻力向空气阻力变化和船舶阻力 减小的阶段。

船体抬升的 是力 的两。

同等条件下水阻力大于空气阻力，而这种阻 力形成*力差， 生的压力差是 空
气阻力与水面阻力 下小形成的 力差，这就
是 船 升的 *。

2船舶减阻方法分析
2.1肋条减阻法
20世纪70年代科学家在进行海豚的游动研究发现，海豚身上的肋 助于其游动的阻力减小，生学家 研究，首 船 行中提出肋条减阻法。

肋条沟槽表 水动力阻力的机理不仅
破 观念，还为船舶减阻带来新的研究方向，表对水阻力 的思维 弃。

过技术发展与研究，运用仿生学家在海洋生物 身 的启发，研究人员对各种沟槽形状的减阻能
力进行对比后发现具有最佳减阻特性的是 形沟纹。

与此同时，研究人员对沟槽 减阻的 进
行分析，认为水面与船底相 的 层厚度对船减阻 影响，沟槽内 生二次旋涡，这是水流进沟槽内壁碰 生的动能交换， 了总
阻力。

2.2 法
目前，我国高校和科研工 提出*种船舶
减阻技术，就是将船体表 体性质改变，通过技术 手段让船体表面形成气层，以 船 行的阻力。

该技 是通过船身气孔向船体表面以
及船底水面注入空气和船 行产生的废气，将船舶围的体改变，形 的 环体系，将船体表
与水面的度分离，减少摩擦阻力对船舶的
影响。

这种利用水面与空气密度差的隔离式空气膜将 船体整 裹形成“保护罩”，，量实验数据表明，通过改变船体流体和密度并进行 的流量水速，可以 减阻，还能减少能耗。

，这项技
量运用于军 ，其减阻研究前景是目前为
止船舶工程和流体力学的研究热点，并逐渐形成*个 的 科体 。

2.3 法
气泡减阻法的应用 分为两种情况：（1)微气
泡减阻，适用于对速度 不高的船只使用#2)大气
泡减阻，适用 高速船艇。

两者的共同 是将
气体引入船底，在船底形成气泡流，利用气泡减 ：擦阻力 体 性，以此减少船 行的阻力。

微气泡减阻是船 过程 船 和水
间形成*层保护层，通过改 减 力来实现
船舶减阻。

但是 气层边界内层气泡在船舶行驶生形 ，必 将其 生的 应力
体能量进行储存。

这样既能 减少能 又能
实现减少船舶阻力的预设，已经是当前船舶减阻设想 实 过程最为 的方 *。

气泡的减阻 是利用船 空间将空
气储存在空腔中，形成*个大型密闭气仓，达到减少 减阻的目的。

但气泡减阻的方式运用于实践还需要进行大量
2018年第5期总第130期173
水路运输.WATERWAY TRANSPORT
实验和科 究，在现实运用过程中虽然 ！
是还是带来一的影响。

气泡的 ：和使用过程 不 性， 测气泡的形变和内力结构变化，因此将此设计思想在工程 体实 现 间。

2.4高分子聚合物添 法
高分 合 减阻是目前运用较广泛的船舶减阻手段，其 使用 ，并且公认效果良好。

但是高分 合 较高，当前科研人员虽然为 进行了大量研究和资金投入，却效果甚微。

这种技 用于船舶减阻 是在影响船舶阻力的流体内 高分 合物，通过改 .体与船舶的 力减低船舶表面的 减小船舶阻力的目的。

大量高分 合物添加剂的使用给江海环 影响， 量使用必 带来后患，对聚合 的使用 进行严格划分和规划。

3结语
船舶减阻技术的应用和研发对于未来航运业的(上接第124页）
为防止贝雷梁横向 ，在下横梁上焊接横向限位块，用浮箱上的吊车逐段架设拼好的每段贝雷梁。

3.8横向分配梁安装
装一跨贝雷梁后，即按铺设工 向分配梁， 栈桥及钢平台分配梁与贝雷梁用
固定#平台分配梁可与 梁焊接固定。

3.9桥面板安装
采用多块1cm厚的花纹防装，与分配梁梁顶的每 采用焊接固定，板与板之间不再焊 留1cm的缝隙。

3."防 装
铺设后，在栈桥两侧及时设置 栏杆。

栏高1.2m,横、竖 采用$ 50mmx3 mm钢管，按间距〇.6m设置二道 ，每3 m设置一道竖杆与桥梁焊接，在栏杆刷红白相间油漆作安全警示。

4效果发 至关 的帮助，减能是高耗能
的最 。

面对 来讲减小船舶阻力是 进行能 。

未来的船 阻力研究中必 生阻力的 手进行研究，船舶减阻的概念 对自然生物的研究和自然现象的启发，因此生 、仿生学、新型材料学已 为现船舶发展的科技基础。

文章 船舶减阻方法已船 行 用，其 体 是
在未来的船舶发展中不断摸索，在为我国航运研究创 造价值的同时还有很多技术性难题亟待解决。

參
参考文献
[1]赵连恩，谢永和.高性能船舶原理与设计[M].北京：国
防工业出版社,2009.
收稿日期％〇18-01 -10
体现了良好的抗 和 性，为保证枫木界1! 8基的顺利施工打下坚实的基础。

5结语
实践证明，钢栈桥和水 平 为水 基施工的 设施，充分利用自身的结构特点，具有力良好、应力分 匀、 、后期维护费用少的特点，大大提高了施工进度，为今后钢栈桥和水上平 台在类似地质条件下施工提供了宝贵的经验，具有一 定的推广意义。

窃
参考文献
[1]朱政敏.层深水钢栈桥施工技术分析[J].西部交
通科技,2015(7) %4-38.
收稿日期％018-03-20
钢栈桥和水上钢平台受到多次水库涨水的影响，
174西部交通科技Western China
Communications Science & Technology。