實(shí)船航速預(yù)報(bào)方法研究及其集裝箱船試航驗(yàn)證.pdf

1、隨著海上運(yùn)輸對船舶裝載量要求的日益增加以及船舶科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，運(yùn)輸船舶大型化的趨勢也在逐漸加快。航速作為一項(xiàng)重要快速性指標(biāo)，從船舶設(shè)計(jì)之初直至交船，都受到船廠、船東的高度關(guān)注。為了達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書對航速的要求，在船舶設(shè)計(jì)階段，需要實(shí)船航速預(yù)報(bào)方法來預(yù)報(bào)航速;在船舶建造完工交船前，需要實(shí)船航速試驗(yàn)分析方法來檢驗(yàn)航速。這兩種方法對于船舶設(shè)計(jì)與建造是必不可少的。因此，有必要對實(shí)船航速預(yù)報(bào)相關(guān)問題進(jìn)行深入研究。
　　目前，航速預(yù)報(bào)主要有

2、船模試驗(yàn)預(yù)報(bào)方法和計(jì)算流體力學(xué)(CFD)預(yù)報(bào)方法。前者具有較高的預(yù)報(bào)精度，盡管其耗資高昂且耗時(shí)漫長，但至今仍不失為主要的實(shí)船航速預(yù)報(bào)方法。后者隨著計(jì)算機(jī)與計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，亦已成為實(shí)船航速預(yù)報(bào)的一種重要輔助手段。
　　航速預(yù)報(bào)的結(jié)果需要通過實(shí)船航速試驗(yàn)來檢驗(yàn)。實(shí)船航速試驗(yàn)方法及對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法是評價(jià)船舶快速性性能和驗(yàn)證航速預(yù)報(bào)結(jié)果準(zhǔn)確性的重要手段。
　　本文研究工作主要包括以下四

3、部分:
　　(1)通過船模試驗(yàn)方法預(yù)報(bào)實(shí)船航速
　　重點(diǎn)置于在船模阻力試驗(yàn)三因次尺度效應(yīng)換算方法中，采用基于能量守恒的興波阻力系數(shù)近似表達(dá)式替代1978 ITTC方法中的興波阻力系數(shù)近似表達(dá)式，根據(jù)船模阻力試驗(yàn)結(jié)果確定形狀因子的方法研究。該方法在1978 ITTC方法的基礎(chǔ)上，拓展了形狀因子計(jì)算方法適用的測量速度范圍。通過集裝箱船實(shí)船航速試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，采用該方法得到的形狀因子預(yù)報(bào)的實(shí)船航速較其它常用方法有更高的精度。

4、　　(2)通過CFD方法預(yù)報(bào)實(shí)船航速
　　重點(diǎn)置于在三因次CFD實(shí)船航速預(yù)報(bào)方法中，采用疊模粘性阻力修正系數(shù)，對粘性阻力計(jì)算結(jié)果中的非粘成分進(jìn)行修正的修正三因次CFD方法的研究。該方法可以提高船模總阻力系數(shù)及形狀因子的計(jì)算精度。通過集裝箱船船模試驗(yàn)和實(shí)船試驗(yàn)驗(yàn)證，修正三因次CFD方法的船?？傋枇ο禂?shù)計(jì)算結(jié)果及實(shí)船航速預(yù)報(bào)結(jié)果較其它方法更加準(zhǔn)確，能夠滿足工程精度要求。
　　(3)實(shí)船航速試驗(yàn)方法研究
　　重點(diǎn)置于在實(shí)船試

5、航航速試驗(yàn)測試中，引入AR線性自回歸數(shù)學(xué)模型處理航速記錄信息，并給出訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)長和航速收斂閾值兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的推薦值，實(shí)現(xiàn)實(shí)船航速穩(wěn)定的自動判斷的方法研究。該方法克服了實(shí)船航速試驗(yàn)過程中人為因素的干擾，為試驗(yàn)人員判斷航速穩(wěn)定提供依據(jù)，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)實(shí)船航速試驗(yàn)的自動化打下基礎(chǔ)。多次實(shí)船航速試驗(yàn)實(shí)際操作驗(yàn)證表明，該方法在3級海況以下，能夠?qū)崿F(xiàn)對航速穩(wěn)定的預(yù)測。
　　(4)實(shí)船航速試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法研究
　　重點(diǎn)置于根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)船航速