小水線面雙體船阻力計(jì)算【開題報(bào)告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報(bào)告</b></p><p><b>　　船舶與海洋工程</b></p><p>　　小水線面雙體船阻力計(jì)算</p><p>　　綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義：</p><p>　　小水線面雙體船是近年來才開發(fā)的一種高速船 ,我國(guó)經(jīng)過20年

2、的研究 ,于2000年建成了我國(guó)第一艘小水線面雙體船。由于這種船在船體結(jié)構(gòu)上的特殊性 ,其航海性能與其它高速船、常規(guī)單體船相比有很大不同。小水線面雙體船是上世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)的一種新型高性能船舶 ,它具有優(yōu)良的耐波性、 快速性、穩(wěn)定性及操縱性等顯著的航行優(yōu)點(diǎn) ,但由于其結(jié)構(gòu)載荷獨(dú)特 ,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高 ,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 自重大 ,結(jié)構(gòu)重量往往比同噸位的單體船舶重 20～30 %。再考慮到小水線面雙體船水線面積小 ,縱向傾斜的調(diào)整余地

3、小 ,很容易發(fā)生縱傾現(xiàn)象 ,對(duì)船體結(jié)構(gòu)重量分布有較高的要求。從我國(guó) 2000 年設(shè)計(jì)建造的第一條小水線面雙體海關(guān)監(jiān)管艇的實(shí)際情況看 ,也存在著結(jié)構(gòu)重量較大問題。因此很有必要對(duì)小水線面雙體船結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 </p><p>　　小水線面雙體船,以深置水下的雙下潛體、小水線面的雙支柱和寬敞的上船體三部分組成。它的特點(diǎn)是由于水線面比單、 雙體船都小很多,受波浪擾動(dòng)小,所以擁有優(yōu)良的耐波性, 能平穩(wěn)執(zhí)行海上作業(yè),人員

4、暈船率低, 適于全海候 , 堅(jiān)持高出勤率;波浪中失速小,能在惡劣海情下保持高航速,各種航速下運(yùn)動(dòng)響應(yīng)平緩, 適于在復(fù)雜海情下工作,上可起降直升機(jī), 下可收放深潛器、 工作艇; 在相對(duì)小的排水量下,甲板面積及有效艙容寬敞,利于總體布局,適于承擔(dān)海上特種作業(yè); 操縱性良好, 利于安全實(shí)施海上靠舷登船;生存能力較強(qiáng),正常與破損穩(wěn)性較高;船體表現(xiàn)外形簡(jiǎn)單, 通常是二線曲面,建造工藝沒難度,而且適宜采用電磁波和水聲隱身結(jié)構(gòu), 提高全船隱蔽性。但船

5、體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,重量比相當(dāng)排水量的單體常規(guī)船大;載重量變化使吃水變化十分敏感;雙體配套設(shè)備量大, 控制系統(tǒng)復(fù)雜,造價(jià)相對(duì)高。可以說,小水線面雙體船的性能好, 在高海情下適用范圍寬, 相當(dāng)排水量下比常規(guī)單體船功能強(qiáng)。它是高性能多功能船,正處于開始推廣應(yīng)用時(shí)期。由于水線面面積較小 ,所以較小的重量變化就會(huì)引起吃水 的大幅度變化 ,這是SWATH船的又一主要特點(diǎn).船設(shè)置較完備的壓載</p><p>　　而對(duì)SWATH船 ,

6、必須同時(shí)考慮其橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。SWATH船每橫傾1°所需的橫傾力矩與單體船基本相同,但其縱傾時(shí)的恢復(fù)力矩僅為單體船的10%一20%。所以SWATH船的縱穩(wěn)性必須引起足夠重視,尤其是當(dāng)它高速航行時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的首傾,并且縱傾力矩對(duì)船舶縱傾角非常敏感。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),通常在船體首部或尾部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)穩(wěn)定鰭,以消除高速航行時(shí)的首傾力矩穩(wěn)定鰭是可控制的,由人工控制或自動(dòng)控制。SWATH船優(yōu)良的耐波性表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:在波浪中的運(yùn)動(dòng)幅值和

7、加速度均大大低于同排水量的單體船;垂蕩、縱搖和橫蕩運(yùn)動(dòng)的固有周期較長(zhǎng),這樣有可能避開了不規(guī)則海浪中最頻的諧波周期,從而避免了諧搖運(yùn)動(dòng);可以使用較小面積的減搖鰭來消除縱搖。需要指出的是,SWATH船優(yōu)良的耐波性是就大多數(shù)海況而言的,但隨浪和尾斜浪航行除外在這兩種海況下,縱搖幅度明顯大于橫浪和迎浪航行時(shí)的縱搖幅度。SWATH船的主體與支體構(gòu)成兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)片體 ,因</p><p>　　此其航向穩(wěn)定性不論在低速航行還是高速

8、航行均很好。另外,SWATH船為雙車雙舵船,相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)螺旋槳使裝在槳后的舵的效率提高,從而使低速航行時(shí)的旋回性亦較好。但在高速航行時(shí) ,其旋回性不好。以“Kaimalino”號(hào)為例,高速航行時(shí)的旋回初徑超過12倍船長(zhǎng)。但是,如果考慮排水量相當(dāng)時(shí) ,由于SWATH船的船長(zhǎng)比單體船小30%一45%,所以其旋回初徑的絕對(duì)值與同排水量的單體船相比,略大一些。小水線面雙體船與同排水量的單體船相比，空船重量大10%-15%，并且部分結(jié)構(gòu)采用輕金

9、屬，因此造價(jià)高。主機(jī)與軸系的維護(hù)與檢修比較困難。因?yàn)橹鳈C(jī)體與支柱內(nèi)部空間比較小。甲板面積寬敞。</p><p>　　小水線面雙體船的耐波性非常好 ,尤其是在迎浪時(shí)顯得格外突出 。但隨浪航行和尾斜浪航行時(shí)的運(yùn)動(dòng)幅度較大。</p><p>　　小水線面雙體船的航速較高 ,一般均在以上。小水線面雙體船的每厘米吃水噸數(shù)小 ,因此在航行 中必須隨時(shí)打人壓載水 ,以彌補(bǔ)燃料消耗后的重量損失 ,保持正常

10、吃水狀態(tài)。其破損后的浮性非常壞 。</p><p>　　小水線面雙體船在高速航行時(shí)有首傾現(xiàn)象 ,需調(diào)節(jié)穩(wěn)定鰭加以控制 。小水線面雙體船的航向穩(wěn)定性很好,低速航行時(shí)的穩(wěn)定性也好,但高速航行時(shí)的旋回性比同船長(zhǎng)的單體船差很大 ,與同排水量的單體船略差一些。</p><p>　　小水線 面雙體船主機(jī)與軸 系的維護(hù)與檢修 比較困難。</p><p>　　此次課題是雙水線面雙體

11、船阻力計(jì)算，我希望通過這次的設(shè)計(jì)對(duì)小水線面雙體船的性能和運(yùn)用上有一個(gè)比較整體的認(rèn)識(shí)，并且通過分析、研究、建模、計(jì)算等工作，從計(jì)算小水線面雙體船阻力計(jì)算。在計(jì)算過程中,應(yīng)用Gambit件進(jìn)行建模,Fluent進(jìn)行計(jì)算阻力，在設(shè)計(jì)的各階段盡量滿足規(guī)范、相關(guān)法則及任務(wù)書的要求。</p><p>　　二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：</p><p>　　學(xué)會(huì)用Gambit建模 設(shè)置計(jì)算域 畫

12、網(wǎng)格</p><p>　　學(xué)會(huì)Fluent計(jì)算</p><p>　　學(xué)會(huì)怎么用Gambit建船模幷用Fluent計(jì)算阻力</p><p><b>　　分析計(jì)算結(jié)果</b></p><p>　　三、研究步驟、方法及措施：</p><p>　　1.用Gambit建模。設(shè)置計(jì)算域 畫網(wǎng)格</p&g

13、t;<p>　　2.學(xué)習(xí)用Fluent計(jì)算。</p><p>　　3.用GAMBIT建船模，設(shè)置計(jì)算域畫網(wǎng)格。</p><p>　　4.用FLUENT計(jì)算船模阻力。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]陳寧. MDT在船舶機(jī)艙動(dòng)力管系布置中的應(yīng)用[J].大連工學(xué)院學(xué)報(bào)

14、.2002,4(2)：30-36.</p><p>　　[2]Gore.JL.SWATH SHIPS[M].Naval Engineers Journal,1985:130～140.</p><p>　　[3]黃鼎良.小水線面雙體船性能原理[M].國(guó)防工業(yè)出版社.1993:30～78.</p><p>　　[4]益其樂、曹謹(jǐn)忠等.小水線面雙體船的耐波性研究[A].中

15、國(guó)船舶工業(yè)總公司702所報(bào)告[C].1981:27-33 .</p><p>　　[5]錢耀鑫. 惲秋琴.小水線面雙體船模型M-8503耐波性試驗(yàn)報(bào)告[A].中國(guó)船舶科學(xué)研究中心[C].1987:9-12.</p><p>　　[6]黃鼎良.李向群.小水線面雙體（SWATH）船縱向運(yùn)動(dòng)的控制[J].大連工學(xué)院學(xué)報(bào).1987,23(3):21-24.</p><p>

16、　　[7]黃鼎良.王新平.小水線面雙體船阻力理論預(yù)報(bào)[J].大連工學(xué)院學(xué)報(bào).1986,4(8):12-15.</p><p>　　[8]葛緯禎等.小水線面雙體船阻力估算方法[D].北京：船舶性能研究所,1985（2）</p><p>　　[9]于天江.小水線面雙體船阻力特性的試驗(yàn)研究[D].北京： 船舶性能研究所，1982（2）</p><p>　　[10]韓占忠、

17、王敬、蘭小平編.FLUENT流體工程仿真計(jì)算實(shí)例與應(yīng)用[M].北京:理工大學(xué)出版社,2007:19.</p><p>　　[11]韓占忠、王敬、蘭小平編.FLUENT流體工程仿真計(jì)算實(shí)例與應(yīng)用[M].北京:理工大學(xué)出版社,2007:20.</p><p>　　[12] BMW SAUBER F1 TEAM RACES TO FRONT WITH FLUENT CFD[J] . THEISS