激光雷迪尔级帆船船体水动力性能研究及应用

摘要

帆船运动是以风为动力，通过运动员在船上不断地作身体调整来保持船体良好的行进状态，使帆发挥最佳的受风效益，以保证船高速前进的一项运动。帆船帆板项目是一种固定区域内的竞速项目，速度是帆船帆板操作技术的核心内容。良好的速度是风、浪、流、船、人相互配合的完美体现。 了解器材的性能对于提高运动技术和运动成绩来说都是致关重要的。但是在目前，国内对于帆船船体水动力性能方面的研究还尚属空白。这在一定程度上制约了我国优秀选手获得更好的成绩。本文的主要工作就是要研究激光雷迪尔级帆船船体的水动力性能，通过使用MAXSURF软件对激光雷迪尔级船体进行数字模拟，并使用了SPAN组件对该船体的性能进行分析，通过计算初步得出有关于激光雷迪尔级船体水动力性能、最佳航线以及体重对船体水动力性能影响的一些结论。本文在研究过程中，详细的介绍了著名的船体设计软件MAXSURF的各个组件的功能，以及使用MAXSURF进行船艇的建造方法。 通过SPAN的计算之后可以得到船体水动力性能的相关数据，运算结果可以通过极坐标的形式进行显示。为了方便具体的风力情况的分析，将对具体风力下的计算结果在EXCEL上作图，以期达到更佳的分析效果。计算结果能够得出从35度到180度之间风力在6knots到20knots之间的所有情况。并且在原有数据的基础上通过计算得出了迎、顺风航程时在不同风力情况下，最大相对速度的航向角，运动员在实际操作的过程中可以按照表中所给出的数据进行调整自己的航向角，具有较强的可操作性和指导意义。帮助我国的教练员和运动员更加清楚和了解船体的水动力性能，有助于提高运动技术，获得更好的运动成绩。 本文的研究工作得到了国家体育总局奥运会重点攻关课题：“备战2008年奥运会帆船帆板器材性能和提高专项体能的研究”、“帆板新板型的水动力性能与专项力量训练的研究”、“帆板最佳横倾角和最佳航线选择的研究”的资助，特此致以衷心的感谢!

目录

文摘

英文文摘

声明

1.前言

1.1帆船帆板项目介绍

1.2我国帆船项目情况

1.3研究背景介绍

1.4船体水动力性能研究进展

1.4.1国内开展的相关研究

1.4.2国际上开展的相关研究

1.5本文研究的主要内容

2.MAXSURF软件介绍

3.曲面概述

3.1曲面类型

3.1.1 B样条和非均匀有理B样条

3.1.2圆弧

3.1.3椭圆弧

3.1.4圆弧曲面和椭圆曲面

3.2曲面精度

4.MAXSURF建模及性能计算

4.1 MAXSURF建模主要特点

4.2 MAXSURF建模

4.2.1船体测量

4.2.2 MAXSURF建造基本船型

4.2.3激光雷迪尔级船体建造

4.2.4船体的精度

5.帆船船体水动力性能计算

5.1 SPAN组件介绍

5.2船体水动力性能计算

6.结果分析

6.1船体水动力性能分析

6.1.1迎风航段船体水动力性能分析

6.1.2横风航段以及顺风航段船体水动力性能分析

6.2最佳航线选择

6.2.1迎风航段分析

6.2.2顺风航段分析

6.3运动员体重对船体水动力性能的影响

7.结论与展望

致谢

参考文献

附录