四千吨级高耐波性单体复合隐身新船型构型研究

摘要

前期对四千吨级深V船型研究表明，复合船型优良的耐波性能已得到验证，向大型船舶上应用是可行的，但如何保证复合船型既有优良的耐波性能又有良好的阻力性能却成为复合船型能否推广应用的关键技术。本文以某四千吨级深V船型为母型，重点从阻力性能考虑对该主船体型线进行线型设计。应用商用CFD软件Fluent对所设计的单体复合船型各方案进行粘性数值计算并优选出两种深V船型主船体方案；参考国外新型舰艇发展，本文设计了两种新型四千吨级单体复合隐身船型概念构型，即NMHF。
　　 由于缺乏相关资料，本文在新船型构型过程中贯穿以自行绘制法为基础，以Fluent计算结果为依据对船体型线进行局部修改的设计理念进行设计；同时基于最小雷达散射截面积理论进行隐身设计，各船型设计水线以上部分采用单体内倾式外形设计，外形隐身性能较好。本文在所选主船体方案上进行了半潜体与鳍组合附体的设计与优选，计算结果表明所设计深V船型裸船体及其加装半潜体各方案高速时静水阻力性能良好；初步探索了船尾附体尾压浪板、尾楔、尾楔&尾压浪板结合体的型线设计；并数值模拟该船安装尾压浪板后尾部流场，结果表明尾压浪板的存在可大幅度改善该船尾部流场。
　　 通过对新构型船型NMHF的浮态与阻力的深入研究，发现此船型浮态与浮心位置，后倾艏柱倾斜角度，半潜艏样式和安装位置等因素密切相关。由计算结果可知NMHF船型高速时具有优良的阻力性能，首部兴波也有较大幅度的改善。
　　 研究表明所选深V船型两主船体方案与NMHF两主船体及其附体可进行船模试验作深入研究，为新型高耐波性单体复合隐身船型的设计提供参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1本文的研究目的与意义

1.2船舶型线设计

1.2.1型线要素

1.2.2型线设计方法

1.3深V船型简介

1.3.1深V船型引论

1.3.2深V船型优点概述

1.4加装组合附体简介

1.4.1减摇组合附体

1.4.2船舶方艉尾部减阻措施

1.5船舶隐身设计

1.6本文的工作内容

第2章 深V船型型线设计

2.1横剖面面积曲线法

2.2深V船型设计要素

2.3船舶型线设计的其它主要因素

2.4深V船型型线设计

2.4.1原深V船型与新设计船型型线比较

2.4.2半潜首的设计

2.4.3鳍的设计

2.4.4方艉减阻附体设计

2.5本章小结

3.1技术背景

3.2 NMHF主船体型线设计

3.3 NMHF半潜体型线设计及其安装位置

3.4本章小结

第4章 单体复合船型隐身设计

4.1船舶隐身设计机理

4.2雷达隐身的措施

4.3船舶外形隐身设计

4.4本章小结

第5章 CFD在船舶选型中的应用

5.1计算流体力学相关理论

5.1.1质量守恒方程(N-S方程)

5.1.2涡粘模型

5.1.3自由面数值模拟

5.1.4边界条件

5.2单体复合船型的数值模拟及选型过程

5.2.1深V船型裸船体计算

5.2.2加装半潜体的复合深V船型粘性数值计算

5.2.3应用CFD技术分析深V船型加尾压浪板后尾流场

5.2.4 NMHF船型选型粘性数值计算

5.3本章小结

结论

参考文献

致谢