局部氣墊雙體船航行阻力預報方法與阻力特性研究.pdf

1、局部氣墊雙體船(PACSCAT)是一種以寬片體雙體船為基礎，輔以局部氣墊作為支撐的新概念復合船型，以其吃水淺、航速高、機動靈活等特點在軍事和民用領域有著廣泛的應用前景。局部氣墊雙體船具有獨特的墊升系統(tǒng)與其氣封系統(tǒng)，水動力性能較其它船型有很大的不同，存在種類繁多、關系錯綜復雜的阻力成分，相應的阻力特性會隨航速發(fā)生較大的變化。為了獲得阻力性能優(yōu)良的船型，有必要探討分析各阻力成分的變化規(guī)律，以及相互間的影響。
　　局部氣墊雙體船船型新穎

2、，與側壁式氣墊船在片體結構、氣墊排水比重等方面存在較大差異，現(xiàn)有的理論方法不能完全適用于該船型的阻力性能預報。為此，本文采用試驗與理論分析相結合的方法，研究了該船型的阻力預報方法，探究了阻力特性，為船型研發(fā)和分析提供參考。
　　1、局部氣墊雙體船船型新穎，可供參考的資料較少，通過對船型特點的分析確定了從工作原理相似的側壁式氣墊船入手。首先從試驗、理論及數(shù)值三方面回顧了國內外關于側壁式氣墊船船型阻力成分、阻力預報方法的研究進展，分析

3、了現(xiàn)有興波阻力和氣封阻力預報方法對于局部氣墊雙體船阻力預報存在的不足和難點，提出了本文擬采用的研究方法；
　　2、根據(jù)具體條件建立了局部氣墊雙體船阻力試驗方法。針對局部氣墊雙體船阻力試驗系統(tǒng)復雜、圍裙系統(tǒng)敏感度高等特點設計了船模與氣封系統(tǒng)以及墊升系統(tǒng)，提出了完整的試驗方案和設備操作流程，通過重復性試驗驗證了試驗方法的可行性和可靠性。利用該試驗方法研究了局部氣墊雙體船阻力特性，總結了阻力、縱傾、升沉、泄流等隨航速的變化規(guī)律。并在此基

4、礎上，從總阻力角度分析了墊升流量對局部氣墊雙體船阻力性能的影響；
　　3、基于Neumann-Michell理論，通過數(shù)學變換消除現(xiàn)有側壁式氣墊船興波阻力計算方法中的水線積分，避免了水線積分和物面積分兩者相減造成的誤差。利用多項式擬合法對格林函數(shù)局部項進行了數(shù)值求解，提出了可用于研究局部氣墊雙體船和側壁式氣墊船近場興波波形的興波阻力計算方法。在此基礎上研究了波向角的積分范圍、寬體船型方尾修正和粘壓阻力等問題，建立了氣墊分割壓力分布

5、模型，分析了格林函數(shù)局部項對近場興波的影響；
　　4、以試驗現(xiàn)象為基礎，分別建立了首尾氣封阻力計算模型。在首氣封阻力計算模型中，假設首氣封僅有浸水部分發(fā)生了褶皺變形，其形狀利用三次曲線表示，根據(jù)氣封在水動力和墊升力兩者間的受力平衡建立變形模型。在尾氣封阻力計算模型中，忽略了幅值較小的外囊縮進變形，將尾氣封的雙囊圍裙繞連接點的轉動變形假設為具有剛度系數(shù)的彈簧片，基于鉸鏈氣封建立尾氣封阻力計算模型。在此基礎上，研究了浸深高度、航速和墊