船艏新型附体减阻减纵摇的数值计算及模型试验研究

摘要

为了减小高速船舶运动阻力和在波浪中的运动响应,本文提出一种可以抑制船舶艏部兴波、增大船体在波浪中纵摇运动阻尼的新型三维船艏附体技术。以某高速船为研究对象,在原有的船艏平板附体基础上,根据船模在0.41、0.45、0.494三种弗劳德数下的船艏兴波现象模拟计算结果,进行新型三维船艏附体的设计。数值计算结果显示,在弗劳德数为0.41~0.494高航速范围内新型附体具有减阻效果。同时,进一步计算船体在六种规则波中的纵摇运动响应,计算结果显示,加装新型船艏附体的船模具有减小船体在波浪中纵摇幅值的效果。在此基础上,利用高速船模拖曳水池进一步开展加装新型船艏附体的船模减阻减摇效果的模型试验,试验结果表明,加装新型船艏附体的船模在弗劳德数为0.45时阻力减小10.6%;在弗劳德数为0.41、船长波长比为1时,垂荡幅值、纵摇幅值分别减小38.07%、48.14%。本文的研究为进一步改善船舶阻力性能和耐波性提供了新的技术途径。