基于CFD的三体船侧体布局阻力研究 被引量：8

1

作者 周广利 艾子涛 +2 位作者 邓锐 黄德波 刘桂杰 《船舶工程》 北大核心 2015年第1期27-30,共4页

三体船构型复杂,主体与侧体间的兴波干扰影响因素较多,很难通过理论方法对其阻力性能进行准确预报。采用软件STAR-CCM+模拟三体船周围粘性流场,对一艘三体船模进行数值计算。计算中进行了侧体、主体以及三体船9种不同侧体布局详细模拟,... 三体船构型复杂,主体与侧体间的兴波干扰影响因素较多,很难通过理论方法对其阻力性能进行准确预报。采用软件STAR-CCM+模拟三体船周围粘性流场,对一艘三体船模进行数值计算。计算中进行了侧体、主体以及三体船9种不同侧体布局详细模拟,求出了侧体与主体间的兴波干扰值,得到较佳的布局方案。通过计算结果与模型试验对比分析,验证了计算的可靠性。 展开更多

关键词 三体船 侧体布局 数值模拟 模型试验 阻力性能

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五体船侧体布局对纵向运动性能的影响 被引量：3

2

作者 陈震 文俊华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期494-500,504,共8页

针对五体船前后侧体的不同位置,分析了侧体布局对五体船纵向运动的影响.采用Ran-kine面元法计算了五体船在规则波中前后侧体12种布置方案下的纵向运动响应RAO,分析了前后侧体纵向、垂向位置变化对船体运动的影响规律.考虑非线性因素,在... 针对五体船前后侧体的不同位置,分析了侧体布局对五体船纵向运动的影响.采用Ran-kine面元法计算了五体船在规则波中前后侧体12种布置方案下的纵向运动响应RAO,分析了前后侧体纵向、垂向位置变化对船体运动的影响规律.考虑非线性因素,在非规则波中计算了五体船运动响应时历,比较了高、低航速时侧体位置变化对运动响应有义值的影响特点.分析结果表明:五体船前后侧体布局对运动的影响与航速密切相关,后侧体在低航速时靠近船中布置、高航速时靠近船尾布置更有利于减小船体垂荡运动;通过降低前侧体垂向高度和靠近船首布置有利于减小五体船垂荡和纵摇运动. 展开更多

关键词 五体船 侧体布局 纵向运动 非线性

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三体船阻力预报与侧体布局的优化 被引量：1

3

作者 陈飞宇 余建星 +2 位作者 马维林 刘见德 赵羿羽 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期125-131,共7页

三体船具有一系列突出的优点,它优良的快速性、耐波性和稳性等特点为其应用提供了广阔的前景。侧体布局的设计是优化其性能的关键,为了探究其对阻力性能的影响,本文首先在GAMBIT中创建三体船数值模型,再采用FLUENT软件对其进行数值计算... 三体船具有一系列突出的优点,它优良的快速性、耐波性和稳性等特点为其应用提供了广阔的前景。侧体布局的设计是优化其性能的关键,为了探究其对阻力性能的影响,本文首先在GAMBIT中创建三体船数值模型,再采用FLUENT软件对其进行数值计算。与船模试验相比,数值计算方法的相对误差小于2%,同时能准确高效地捕捉到自由液面波形等流场数据,为三体船阻力预报提供了一种高效可行的方法。在此基础上改变侧体纵横偏距,计算并分析了25种侧体布局方案的兴波干扰情况和阻力性能,得到了侧体布置在主体兴波波峰中时阻力较大,布置在主体兴波波谷中时阻力较小的结论。最后根据阻力最优原则,确定了侧体的最佳布置区域。不仅揭示了侧体布局对三体船阻力的影响规律,还为三体实船的侧体布局设计提供了新的思路。 展开更多

关键词 三体船 CFD 阻力预报 侧体布局优化

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基于ISIGHT的三体维护船侧体布局多目标优化研究 被引量：1

4

作者 陈悦 彭鹏 喻嵩 《船舶工程》 北大核心 2016年第11期24-28,41,共6页

运用多学科设计优化平台ISIGHT针对三体维护船阻力性能和耐波性能进行侧体布局多目标优化。首先,将各侧体布局方案的CFD计算结果作为样本点,结合三体维护船的特定工作海况,运用谱分析方法预报不规则波中增阻平均值、总阻力值及纵摇、垂... 运用多学科设计优化平台ISIGHT针对三体维护船阻力性能和耐波性能进行侧体布局多目标优化。首先,将各侧体布局方案的CFD计算结果作为样本点,结合三体维护船的特定工作海况,运用谱分析方法预报不规则波中增阻平均值、总阻力值及纵摇、垂荡运动有义值,建立上述参数随侧体布局变化的近似模型,代替数值计算。然后,以最小化不规则波中总阻力值和纵摇、垂荡运动有义值为优化目标,以侧体纵向位置和横向位置为设计变量,采用设置权重和比例因子的方法确定目标函数,将所建近似模型作为数据库,选用多目标遗传算法NSGA-II进行侧体布局多目标优化。最终,获得阻力性能和耐波性能综合最优的侧体布局方案,从而为海上三体风电维护船的设计和相关船型的性能预报提供参考。 展开更多

关键词 ISIGHT 三体维护船 波浪增阻 纵摇垂荡 侧体布局优化

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三体船侧体布局及型线优化设计研究 被引量：3

5

作者 孙丽娜 詹成胜 +1 位作者 冯佰威 沈通 《船舶工程》 北大核心 2015年第5期7-10,26,共5页

采用分层次优化,首先以总阻力最小为优化目标对某三体船侧体横向和纵向的相对位置进行了优化研究,得到阻力性能最优的三体船侧体布局方案;然后基于侧体最优布局,进行型线优化,最终完成三体船的侧体布局和型线的序列优化。结果表明,所采... 采用分层次优化,首先以总阻力最小为优化目标对某三体船侧体横向和纵向的相对位置进行了优化研究,得到阻力性能最优的三体船侧体布局方案;然后基于侧体最优布局,进行型线优化,最终完成三体船的侧体布局和型线的序列优化。结果表明,所采用的三体船侧体布局及型线优化方法具有可行性,可为三体船船型设计提供参考依据。 展开更多

关键词 三体船 侧体布局 型线优化 径向基函数(RBF)插值

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五体船波浪载荷特性及侧体布局影响规律分析 被引量：1

6

作者 文俊华 陈震 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1230-1237,1242,共9页

基于三维势流理论,计算了五体船主船体横剖面和前后侧体连接桥上的纵剖面在规则波中的垂向剪力、垂向弯矩和扭矩波浪载荷响应RAO,分析了波浪载荷RAO最大值沿船体分布规律以及浪向对载荷的影响规律,得到了载荷较大剖面位置.在非规则波中... 基于三维势流理论,计算了五体船主船体横剖面和前后侧体连接桥上的纵剖面在规则波中的垂向剪力、垂向弯矩和扭矩波浪载荷响应RAO,分析了波浪载荷RAO最大值沿船体分布规律以及浪向对载荷的影响规律,得到了载荷较大剖面位置.在非规则波中,通过比较不同侧体布局的五体船波浪载荷有义幅值的大小,得到了后侧体纵向位置、前后侧体横向位置以及前侧体垂向位置变化对五体船波浪载荷的影响规律和侧体最优布局方案,并与三体船波浪载荷计算结果做比较.结果表明:后侧体布置于距船尾1/4船长区域附近较优,侧体横向位置和前侧体垂向位置变化主要影响连接桥内波浪载荷,前侧体的存在能有效减小后侧体连接桥的波浪载荷. 展开更多

关键词 五体船 三维势流理论 侧体布局 波浪载荷 非线性

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三体船兴波阻力计算及其侧体布局优化研究 被引量：2

7

作者 邓小敏 孙雷 +1 位作者 董国海 舒开连 《中国水运（下半月）》 2012年第2期58-60,共3页

文中基于势流理论,应用Kelvin源格林函数结合边界元方法,计算了Wigley三体船在定常移动情况下的兴波阻力。通过将兴波阻力数值计算结果与试验数据进行比较,验证了该方法的准确性与可行性。通过改变航速,侧体与主体间的纵向、横向间距,... 文中基于势流理论,应用Kelvin源格林函数结合边界元方法,计算了Wigley三体船在定常移动情况下的兴波阻力。通过将兴波阻力数值计算结果与试验数据进行比较,验证了该方法的准确性与可行性。通过改变航速,侧体与主体间的纵向、横向间距,计算分析了三体船兴波阻力随航速、侧体布局间的关系曲线,得到不同三体船船型对应的最优航速,及航速一定时的最佳侧体布局。该研究可为三体船船型设计、阻力优化和兴波阻力计算等问题提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 三体船 兴波阻力 边界元法 Kelvin源格林函数 侧体布局

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基于CFD的三体船侧体布局优化 被引量：1

8

作者 田高辉 冯佰威 常海超 《造船技术》 2021年第5期1-6,23,共7页

三体船构型复杂,侧体布局对其阻力性能有很大的影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论,利用SHIPMDO-WUT软件平台构建一种侧体布局自动优化方法。以某高速三体船为例,进行侧体布局的优化,结果表明:在4个不同... 三体船构型复杂,侧体布局对其阻力性能有很大的影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论,利用SHIPMDO-WUT软件平台构建一种侧体布局自动优化方法。以某高速三体船为例,进行侧体布局的优化,结果表明:在4个不同弗劳德数下,优化船较母型船的兴波阻力均有所下降,总阻力也相应减小。得出在4个不同弗劳德数下总阻力最小的侧体布局方案,表明该方法的可行性与有效性。研究内容可为三体船减阻优化设计提供参考依据。 展开更多

关键词 三体船 侧体布局 减阻优化 CFD

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三体船侧体位置水动力布局试验研究 被引量：2

9

作者 朱东华 蔡新功 《船舶》 2010年第2期20-22,共3页

利用船模水池试验,考察了对应侧体不同纵横向位置时三体船的阻力性能,分析了随航速的变化,阻力性能较优的三体船方案对应的侧体布局方式,与国内外相关文献发表的三体船的这种侧体布局规律是一致的。

关键词 三体船 水池测试 阻力性能 侧体布局规律

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基于蒙特卡洛方法的三体船侧体运动响应优化 被引量：1

10

作者 王硕 宗智 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期122-128,共7页

[目的]为研究三体船侧体布置对三体船运动性能的影响,[方法]基于蒙特卡洛方法和势流理论,提出一种三体船侧体布局对运动性能影响的优化方法,给出多目标的优化模型和计算技术。首先,采用蒙特卡洛方法选取方案,并用AQWA软件(势流理论)计... [目的]为研究三体船侧体布置对三体船运动性能的影响,[方法]基于蒙特卡洛方法和势流理论,提出一种三体船侧体布局对运动性能影响的优化方法,给出多目标的优化模型和计算技术。首先,采用蒙特卡洛方法选取方案,并用AQWA软件(势流理论)计算不同方案的运动响应;然后,通过比较各种方案的横摇、纵摇和升沉运动响应,选取这3个指标均小于原始船型的方案为优化方案。[结果]结果表明:在规则波中,侧体位于主体舯前位置可以减小三体船的运动响应,在不规则波中,可以减小三体船的横摇运动响应;在规则波中,增大侧体与主体之间的横向距离,可以同时减小三体船的横摇和纵摇运动响应。[结论]研究三体船侧体布局对运动的影响时,采用蒙特卡洛方法和势流理论相结合的优化方法可以提高计算效率并保证计算精度。 展开更多

关键词 三体船 侧体布局 蒙特卡洛方法 势流理论 运动响应

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波浪滑翔器重型悬载船体设计与分析

11

作者 孙秀军 张海鹏 +2 位作者 桑宏强 李灿 马思源 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期52-64,共13页

波浪滑翔器是一款新型海洋探测平台,能够搭载重型载荷安全进行海洋探测任务是其当前急需解决的问题。本文聚焦波浪滑翔器重型悬载搭载方案,开展了船体主尺寸及侧体布局设计,利用流体仿真方法进行船体纵摇、垂荡和横摇运动响应分析,并通... 波浪滑翔器是一款新型海洋探测平台,能够搭载重型载荷安全进行海洋探测任务是其当前急需解决的问题。本文聚焦波浪滑翔器重型悬载搭载方案,开展了船体主尺寸及侧体布局设计,利用流体仿真方法进行船体纵摇、垂荡和横摇运动响应分析,并通过海上实验对设计与仿真进行理论验证。结果表明,在波高1.25 m、波浪周期5.6 s不规则波条件下,侧体横向跨距为0.63 m、纵向跨距为–0.525 m时,统计概率在(μ–2σ~μ+2σ)区间的船体横摇角度在15°以内。增设并优化侧体布局可有效改善船体横摇运动性能,该设计虽增大了船体纵摇,但解决了波浪滑翔器重型悬载发生倾覆的问题。 展开更多

关键词 波浪滑翔器 重型悬载船体 侧体布局 海试试验

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基于Wasim的三体船耐波性能的敏感性分析

12

作者 姜守阳 许小颖 《船海工程》 北大核心 2024年第S01期92-95,100,共5页

针对三体船舶在不同海况下的动力响应影响因素进行敏感性分析,并对三体船的主侧体布局进行优化设计。采用三维时域Rankine源法分析一艘典型三体船在不同分离比和不同侧体纵向位置时的耐波性响应特性。采用水动力分析软件Wasim针对3种航... 针对三体船舶在不同海况下的动力响应影响因素进行敏感性分析,并对三体船的主侧体布局进行优化设计。采用三维时域Rankine源法分析一艘典型三体船在不同分离比和不同侧体纵向位置时的耐波性响应特性。采用水动力分析软件Wasim针对3种航速、5个浪向、2个横向位置及5个纵向位置多次进行升沉、横摇和纵摇运动响应模拟,对不规则海域内的响应振幅算子(RAO)进行敏感性分析。布局分析结果表明,在船舶的耐波性能方面,对于所有的航速、浪向和模态周期下,侧体布局并没有保持一致的最佳位置,在常规迎浪条件下,主侧体横向间距小利于耐波性能;垂荡和纵摇运动性能的优劣主要取决于主侧体的纵向相对位置。 展开更多

关键词 三体船 主侧体布局 耐波性 敏感性分析 RAO

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以Rankine源三维面元法求解三体船纵摇与升沉运动 被引量：3

13

作者 王毅 卢晓平 +1 位作者 赵军强 段晔鑫 《中国舰船研究》 2012年第2期29-36,共8页

为对三体船的纵摇与升沉运动进行分析,将三维面元法用于三体船在波浪中的纵摇和升沉计算。依据Rankine源格林函数,基于有航速势流理论建立理论计算模型和数值计算方法,对数学三体船型纵摇、升沉运动响应进行计算,并对计算结果规律进行... 为对三体船的纵摇与升沉运动进行分析,将三维面元法用于三体船在波浪中的纵摇和升沉计算。依据Rankine源格林函数,基于有航速势流理论建立理论计算模型和数值计算方法,对数学三体船型纵摇、升沉运动响应进行计算,并对计算结果规律进行分析。同时,还对其数值进行模型实验验证。根据计算结果,针对侧体布局对三体船在波浪中纵向运动的影响进行了分析。 展开更多

关键词 三体船 船舶耐波性 三维Rankine源 纵摇 升沉 侧体布局

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基于STAR-CCM+的小水线面三体船阻力数值仿真 被引量：14

14

作者 张明霞 韩兵兵 +1 位作者 卢鹏程 赵正彬 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第4期79-85,共7页

[目的]小水线面三体船因具有良好的耐波性、快速性及稳定性而在民用和军用领域受到青睐,但不同的水下潜体形状及不同侧体位置在不同航速时的阻力变化规律还有待研究。由于开展船模试验所需时间较长、成本较高,难以将全部可能的方案都进... [目的]小水线面三体船因具有良好的耐波性、快速性及稳定性而在民用和军用领域受到青睐,但不同的水下潜体形状及不同侧体位置在不同航速时的阻力变化规律还有待研究。由于开展船模试验所需时间较长、成本较高,难以将全部可能的方案都进行试验,因此利用STAR-CCM+平台对小水线面三体船周围的粘性流场进行数值模拟。[方法]考虑到自由表面效应的影响,首先验证采用STAR-CCM+平台进行阻力数值计算的可行性和可靠性;其次,研究系列傅汝德数下不同侧体位置时,潜体横剖面为圆形的小水线面三体船阻力的变化规律。[结果]结果表明,随着航速的增加,侧体布置于主体后部并向主体靠拢时,小水线面三体船的总阻力较小;在Fr=0.338~0.494范围内,小水线面三体船的总阻力较细长型三体船总阻力的降低最为显著。[结论]研究结果可为同类型船舶的设计提供一定的借鉴和参考作用。 展开更多

关键词 小水线面三体船 船舶阻力 侧体布局 潜体形状 数值仿真

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海上三体风电运维船阻力和运动性能综合研究 被引量：4

15

作者 谢云平 彭鹏 《船舶工程》 北大核心 2015年第12期13-17,共5页

结合海上风电运维船的使用要求和三体船型特点,确定小型高速三体风电运维船船型,并寻求特定海况下阻力性能和运动性能优异的侧体布局方案。基于CFD计算静水阻力和规则波中迎浪增阻与运动响应,并预报不规则波中运动有义值和阻力值。通过... 结合海上风电运维船的使用要求和三体船型特点,确定小型高速三体风电运维船船型,并寻求特定海况下阻力性能和运动性能优异的侧体布局方案。基于CFD计算静水阻力和规则波中迎浪增阻与运动响应,并预报不规则波中运动有义值和阻力值。通过比较表明,主、侧体艉部对齐时三体运维船的综合性能最优。从而为海上三体风电运维船的设计和性能预报提供参考。 展开更多

关键词 风电维护 三体船 侧体布局 波浪增阻 运动性能

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小水线面三体船与细长型三体船剩余阻力对比分析 被引量：5

16

作者 张明霞 韩兵兵 卢鹏程 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期21-29,共9页

[目的]为研究潜体横剖面为圆形的小水线面三体船(TriSWACH)侧体布局位置对剩余阻力的影响,以及其与细长型三体船剩余阻力的对比,[方法]在已验证CFD基础上,通过CFD方案下的剩余阻力系数,并与同排水量、工况下的细长型三体船剩余阻力系数... [目的]为研究潜体横剖面为圆形的小水线面三体船(TriSWACH)侧体布局位置对剩余阻力的影响,以及其与细长型三体船剩余阻力的对比,[方法]在已验证CFD基础上,通过CFD方案下的剩余阻力系数,并与同排水量、工况下的细长型三体船剩余阻力系数试验值进行比较。[结果]结果表明,在全航速区间,潜体横剖面为圆形的小水线面三体船的剩余阻力系数普遍小于相同排水量细长型三体船的剩余阻力系数;TriSWACH在最佳航速区间Fr=0.338～0.494时减阻效果最好,此时,侧体位于主体后部时可获得17.95%的最大减阻。[结论]该研究具有一定的工程借鉴意义。 展开更多

关键词 小水线面船 三体船 船舶阻力 侧体布局 潜体形状 剩余阻力系数

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小水线面三体船耐波性数值模拟 被引量：4

17

作者 张明霞 卢鹏程 王志豪 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期135-143,152,共10页

[目的]小水线面三体船与普通三体船相比具有较大的潜体并极大地减少了水线面面积,因此普通三体船的耐波性规律不完全适用于小水线面三体船,小水线面三体船的耐波性还有待研究。[方法]因模型试验具有周期长、成本高、环境要求苛刻的特点... [目的]小水线面三体船与普通三体船相比具有较大的潜体并极大地减少了水线面面积,因此普通三体船的耐波性规律不完全适用于小水线面三体船,小水线面三体船的耐波性还有待研究。[方法]因模型试验具有周期长、成本高、环境要求苛刻的特点,难以对所有方案进行试验与分析,故采用STAR-CCM+平台模拟船体周围的黏性流场。首先,考虑到网格设置、流场模型选择的影响,验证采用STAR-CCM+平台进行耐波性计算的可行性与可靠性;然后,研究系列弗劳德数Fr下不同侧体位置时小水线面三体船耐波性的变化规律。[结果]结果显示,Fr=0.234(低速)时,小水线面三体船的耐波性优于普通三体船,Fr=0.494~0.797(中、高速)时情况较复杂;小水线面三体船侧体靠近船艏时耐波性更优。[结论]研究结果可为小水线面三体船的设计提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 小水线面三体船 耐波性 侧体布局 运动响应幅值 计算流体动力学 STAR-CCM+

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三体两栖潮间带风电运维船的概念设计

18

作者 谢云平 金晨露 +2 位作者 胡冬芳 张韬 喻嵩 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第10期1-4,31,共5页

针对三体船性能特点、我国海上潮间带风电场涨潮有水和退潮无水的特殊情况以及目前尚无出入潮间带风电场专用设备的现状,为保证海上潮间带风电场风电机组正常运行和维护工作的实施,进行三体两栖运维船方案构思和两栖船的水陆驱动方式确... 针对三体船性能特点、我国海上潮间带风电场涨潮有水和退潮无水的特殊情况以及目前尚无出入潮间带风电场专用设备的现状,为保证海上潮间带风电场风电机组正常运行和维护工作的实施,进行三体两栖运维船方案构思和两栖船的水陆驱动方式确定。运用CFD软件建立三维数值水池,考虑不同侧体布局的船型方案,通过对快速性能和耐波性能进行仿真计算,最终确定性能较优的船型。研究结果对三体风电维护船的船型设计和风电运营效率提高有较大的现实意义。 展开更多

关键词 三体两栖船 潮间带 风电运维 船型设计 侧体布局

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三体船阻力试验研究 被引量：1

19

作者 许君林 《中国水运》 2014年第5期34-35,共2页

介绍了高速排水型三体船模型静水阻力试验。在傅汝德数0．3～0．8范围内进行了系列试验。基于三体船船模系列阻力试验结果，系统研究了侧体位置对三体船阻力的影响。希望得到三体船侧体布局优化方案。

关键词 三体船 阻力试验 船模试验 侧体布局

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半滑行航态下三体船布局对附加质量影响的数值研究 被引量：1

20

作者 张雷 张佳宁 +1 位作者 董国祥 陈伟民 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1-6,共6页

为分析半滑行航态下(1.0<Fr▽<3.0)三体船侧体布局对附加质量和船舶操纵性能的影响,以wigley船为母型船建立不同侧体布局的三体船模型,考虑半滑行状态下升沉、纵摇变化,基于三维势流理论,采用面元法计算三体船六自由度附加质量水... 为分析半滑行航态下(1.0<Fr▽<3.0)三体船侧体布局对附加质量和船舶操纵性能的影响,以wigley船为母型船建立不同侧体布局的三体船模型,考虑半滑行状态下升沉、纵摇变化,基于三维势流理论,采用面元法计算三体船六自由度附加质量水动力系数.结果表明:升沉、纵摇导致的湿表面和排水体积变化对三体船水平面上操纵性相关的纵荡、横荡和艏摇附加质量影响较大,较正浮状态下平均增幅分别为41.37%,21.74%及21.49%.侧体纵向布局一定情况下,横向布局对附加质量影响相对较小;横向布局一定情况下,侧体位于船体后方具有相对较大的艏摇附加质量,有利于船舶航向的稳定性;侧体布置船舯部具有相对较小的艏摇附加质量,有利于船舶转艏性能;侧体布置在船前部,船体艏摇附加质量和船舶转艏性能处于前两者侧体布置的性能之间. 展开更多

关键词 半滑行航态 三体船 侧体布局 附加质量 面元法 操纵性

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