三体船

摘要： 针对安装短导管水面泵喷推进器的三体船模,采用CFD方法开展阻力试验、推进器敞水性能试验和自航试验数值模拟,并在拖曳水池开展阻力试验和自航试验,对比数值计算和模型试验得到的船模阻力、推进器自航转速、转子轴向推力和扭矩,使用数值计算结果求解自航因子。结果表明,数值计算求解的裸船体阻力误差小于2.84%,高速(Fr=0.442~0.590)时的自航转速误差小于4.36%,转子轴向推力误差小于1.62%,推力减额约为0.055~0.058,伴流分数约为0.049~0.065,推进效率约为0.567~0.574。

摘要： 今治造船(Imabari Shipbuilding)公司投资了一家日本初创公司PowerX,以开发一种自动化电力传输船(automated power transfer vessel)。2021年夏天,PowerX公司透露了其自动三体船(automated trimaran)的设计,其将在近海发电站和电力网之间输送电力,旨在增加可再生能源的供应和利用,扩大离岸风电场的位置范围,并解决电缆的局限性。

摘要： 三体船船体构造复杂,在恶劣海况下高速航行时,砰击现象严重。为缓解砰击、提高三船体的结构安全性,运用数值仿真方法分析三体船的耐波性和砰击特性,模拟三体船在波浪中的运动状态,在斜浪中三体船发生砰击时的运动特点、砰击发生部位和时间关系,探索了三体船砰击发生规律。

摘要： 构建4个侧体几何形状不同的三体风电运维船与螺旋桨组合模型方案,在螺旋桨敞水性能数值仿真的基础上,利用STAR-CCM+对船桨组合模型尾部流场(伴流分数)进行数值模拟,从而得到1-ω最小的侧体船型方案。所探究的螺旋桨敞水性能和船桨组合尾部流场数值仿真方法、得到的研究结果对三体船侧体形状设计和快速性研究具有一定的参考。

摘要： 三体船的水动力性能是目前水动力学研究的热门。对于中高速三体船来说,其静水阻力的很大一部分由兴波阻力构成,而对于兴波最大的影响因素就是片体位置的布局。以一艘圆舭型三体船为研究对象,运用黏流计算流体力学(CFD)方法模拟分析4种不同片体位置对三体船静水阻力和兴波干扰的影响。数值计算采用自主研发的黏流CFD求解器naoe-FOAM-SJTU。数值预报得到三体船静水阻力结果与模型试验结果吻合较好,验证了当前CFD方法预报三体船阻力的可靠性。通过不同片体位置三体船阻力计算发现,方案4的船型方案阻力最优,且通过细节的主片体间兴波干扰流场的结果给出了不同片体布置方案对三体船阻力和兴波的影响。

摘要： 三体船具有稳定性强、操纵性好,航速高、消耗低等特点.此船型在上述优势的基础层面上,引发全世界各研究机构越来越广泛的关注.本文将阐述三体船目前的研究现状及从萌芽到成熟的发展过程,并论述三体船未来的发展趋势.

摘要： 为了研究三体船航速及不同波陡波浪参数对其波浪中增阻及运动响应的影响,本文首先对三体船在静水中的阻力进行了数值模拟;其次,通过数值模拟计算了三体船在迎浪规则波中总阻力及纵向运动响应,进而得到波浪增阻,并根据试验结果对数值计算结果进行了验证;最后,研究了三体船在短波和长波中波浪增阻和纵向运动响应随波陡变化的非线性特征.研究结果表明,数值计算结果与试验结果吻合较好,三体船在高航速时纵向运动响应剧烈,重叠网格数方法更适合模拟三体船高航速纵向运动.三体船在高航速时运动及增阻的非线性更加明显,波陡变化带来的非线性影响在长波波浪条件下更加明显.

摘要： 针对三体船在艏斜浪中航行时产生的扭摇运动问题,本文基于粘流理论,使用开源代码OpenFOAM进行运动响应预报研究,并通过非线性动力学理论和船舶运动稳定性理论对三体船扭摇运动特性进行了分析.研究表明:在低速状态下,运动响应随波陡的变化更加明显,且变化主要体现在横摇运动上;在大波陡条件低速航行时,横摇运动呈现出混沌状态;严重的扭摇运动会对船舶安全性造成极大的影响.

摘要： 针对高速三体船操纵性能的模拟问题,本文基于开源CFD求解器OpenFOAM,结合六自由度操纵运动模型,对三体船在静水中回转和Z形操纵运动进行了数值模拟.以实用三体船型为例,通过数值模拟结果与外场喷水推进自航模型试验结果对比,验证了理论方法的有效性.采用验证后的理论方法,数值模拟和预报了不同片体布局三体船在不同航速下的回转和Z形操舵运动,通过结果对比和分析,研究了侧体布局变化对三体船操纵运动特性的影响.从结果可以看出,本方法能准确预报喷水推进三体船的操纵运动,航速和片体布局对三体船操纵性能有显著影响.

摘要： 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.

摘要： 高速双体船的概念出现以来,人们已逐步认识到了其优异的性能,也开始进一步探索多体船的水动力特性,比如合适的片体间距会大大减小兴波阻力进而减小多体船的总阻力.本文以某三体船为研究对象,利用船型优化软件OPTShip-SJTU,通过片体的间距布置以及主体首部的船型变换对该船在某一航速下的总阻力开展优化设计.水动力性能评估采用基于势流理论的静水阻力求解器NMShip-SJTU,并在优化前进行了母型船阻力计算验证.为了减小计算量、降低优化过程总时长,依据优化拉丁方试验设计建立了克里金近似模型.通过单目标遗传算法,最终可得到优化船型,并对优化船型进行了CFD验证以确保优化结果的可靠性.结果表明,通过合理设计三体船主体船型及片体间距,减轻对体船的兴波干扰并显著改善其阻力性能,同时也展现了船型优化软件OPTShip-SJTU在多体船水动力性能优化方面的巨大潜力.

摘要： 三体船片体布局位置对三体船全船耐波性有着至关重要的影响.二维半势流理论可以较为准确的预报三体船在规则波中航行的耐波性.本研究利用二维半方法预报了不同片体布局三体船在迎浪规则波中纵摇及垂荡运动,并与实验结果进行对比.在此基础上,为较快优化三体船片体布局位置,结合遗传算法,提出三体船耐波性片体布局的快速优化方法.通过与传统枚举法进行对比计算,表明提出的片体布局优化方法更为高效准确.

摘要： 为研究分析半滑行航态下(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数值计算三体船六自由度附加质量水动力系数.研究结果表明: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％.侧体纵向布局一定的情况下,横向布局对附加质量影响相对较小;横向布局一定的情况下,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.

摘要： 三体船由于具有优秀的高速性、稳定性,已经成为高性能船舶领域的研究热点.三体船的独特船体结构使得其横摇运动较小,但在高海况下高速航行时三体船的纵向运动剧烈,严重影响了船员舒适性.T型翼是一种有效的减摇装置,它提供的升力和力矩可以显著减小海浪对告诉三体船的干扰力和力矩,减小三体船的纵向运动.本文以T型翼为机械减摇转置,首先建立了三体船和T型翼的三维模型,使用AQWA软件求得了三体船的水动力系数并使用Fluent分析了T型翼的水动力特性,建立了带T型翼的三体船纵向运动模型;然后设计了LQR控制器并在MATLAB中对三体船进行了减摇仿真分析.仿真结果表明,运用LQR控制策略设计的运动控制系统使三体船的垂荡减小了27.1％,纵摇减小了53.1％.

摘要： 首先分别利用不同规范对三体船垂向加速度进行计算并分析了规范的适用性;同时考虑到劳氏规范计算纵垂向弯矩的局限性,引进新系数Kx并给出了选取曲线;再利用两条三体船的理论预报结果和模型试验结果验证分析载荷分布系数是否合理并对不合理处进行修正;最后也给出了外飘非线性修正的系数RA影响分析及其合理性.该研究可为高速三体船结构强度指南的编制提供重要的技术依据.

摘要： 船体航行姿态对于高速航行三体船阻力的影响不可忽略.基于计算流体动力学理论,结合重叠网格方法,对某三体船模设计吃水、轻载吃水两种工况不同航速下的绕流场进行数值模拟.阻力计算结果与模型试验结果对比,误差较小,验证了计算方法的有效性.与满载吃水工况相比较,轻载状态下阻力在各航速下的阻力又明显降低.这为船舶实际运营具有重要的指导作用.

摘要： 为考察侧船体对三体船水动力性能的影响,特别是对横稳性的影响,构建了四型主船体相同而侧船体不同的三体船型线方案,计算了各型线方案的横稳性高,再应用CFD工具分析了不同侧船体方案对三体船阻力和横倾恢复力矩的影响,并通过模型试验对CFD阻力结果进行了验证.对比分析三体船初稳性高和横倾恢复力矩等数据发现,侧船体排水体积虽小,但作用在其上的横向动升力矩对三体船横稳性的影响不可忽视,特别是在航速较高时.

摘要： 高速三体船是一个近些年发展起来的新船型,具有宽阔的甲板和双片体结构,良好的耐波性,穿浪减阻能力.由于片体与主体之间的波浪非线性载荷缺乏精确的理论预报,所以对三体船展开物理实验来研究波浪载荷及砰击效应很具有必要性.本文进行了三体船船体梁波浪弯矩的模型试验,结果表明三体船复杂的波浪载荷特性应当引起设计者的充分关注.在国内几乎目前没有相应的三体船使用及测试方面的公开发表的资料。而国外绝大部分的三体船资料为轻型滨海战斗舰或者是超级豪华游轮，也缺乏相应的公开资料。正因如此，对三体船的理论预报与数值计算分析对以后开展三体船方面的研究有指导性和开创性意义，并为以后的三体船设计及研究者提供相应的技术支撑。

摘要： 众所周知,为了航行稳定性,同时也为了降低阻力,单体船采用左右舷形状关于中线面对称的构型方案;"不对称型"单体船阻力大幅度超过对称型单体船,现实中几乎没有人采用.三体船侧片体方案普遍来源于阻力性能良好的单体船方案.因此,三体船侧片体往往是"对称型"构型.前期通过对三体船构型与阻力开展研究,发现侧片体阻力在总阻力中所占比例大幅度超过了其排水体积或湿面积所占比例.通过进一步研究,发现在主船体的流场干扰作用下,对称型侧片体流场呈现"不对称"的特征,由此导致的"横向流动"增加了损耗并构成阻力的组成部分之一.为此,针对一种新型的、不对称构型的侧片体开展研究,并以"不对称度系数"作为船型的一个量化指标,得到了若干不对称型侧片体构型方案,并对其对总阻力的影响进行了研究.以上研究为三体船构型研究开启了一个全新的方向.

摘要： 本文对一种新型三体船模型进行了横摇衰减实验,探讨了改变三体船侧体与中间船体之间的纵向间距对于横摇运动模式的影响.从系统辨识原理出发,针对该三体船横摇运动特性建立了基于优化的此类运动模式辨识的数学模型,并在VB平台上编写了辨识程序.辨识结果与试验数据的对比及误差分析表明了该套数学模型和辨识方法的可行性,最后通过辨识结果分析三体船中间船体与侧体位置间距的变化对横摇阻尼等因素的影响,调整中间船体位置,并得出最佳纵向间距.这些研究成果和辨识方法可为三体船摇荡运动模式分析和此类船舶的设计提供一定技术支撑.

摘要： 一种侧片体可自主升降的三体测量船，船体由一个主船体、两个侧片体组成，主船体与侧片体通过连接桥连接。连接桥处于船体专用凹槽内，船体与连接桥利用共线转轴连接，使连接桥能够绕主船体转动；侧片体与连接桥固定连接，连接桥转动时带动侧片体升降。主船体与连接桥之间安装有升降机构，该机构由液压缸及连接桥支撑杆组成，液压缸用于驱动侧片体展开及收起，实现船体宽度调整。船体展开时，侧片体为主船体提供扶正力矩，提高船体航行的姿态稳性；船体收起时，侧片体收纳至主船体底部，减小船体宽度，提高船体的公路运输性。

摘要： 一种侧片体可自主升降的三体测量船，船体由一个主船体、两个侧片体组成，主船体与侧片体通过连接桥连接。连接桥处于船体专用凹槽内，船体与连接桥利用共线转轴连接，使连接桥能够绕主船体转动；侧片体与连接桥固定连接，连接桥转动时带动侧片体升降。主船体与连接桥之间安装有升降机构，该机构由液压缸及连接桥支撑杆组成，液压缸用于驱动侧片体展开及收起，实现船体宽度调整。船体展开时，侧片体为主船体提供扶正力矩，提高船体航行的姿态稳性；船体收起时，侧片体收纳至主船体底部，减小船体宽度，提高船体的公路运输性。

摘要： 一体化割捆及“三船体”水生植物收集运输集成体系，涉及农业机械的领域，包括主机体、托运副船体和托运主船体；主机体包括工作船体和割捆装置，割捆装置包括割刀机构和捆草机构；托运副船体包括副船体，在副船体上设置旋转式起吊装置，旋转式起吊装置包括第一电机、第二电机、立轴、油缸；第一电机连接主动齿轮；轴套的上端连接从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相啮合；立轴的上端连接支架，在支架上连接定滑轮，第二电机连接绳筒，钢丝绳的一端与绳筒连接，另一端连接挂钩；副船体上设置控制器，控制器连接遥控接收模块；集成体系还包括遥控发射模块，遥控接收模块与遥控发射模块信号连接。解决在湿地、河湖复杂纵深区域水草收集运输难题。

摘要： 本发明提供了一种片体可调式三体船，包括主船体及两个片体，两个所述片体的一侧分别与所述主船体的一侧连接，两个所述片体均能够沿所述主船体的船身方向移动以改变其相对所述主船体的船身的位置，且两个所述片体均能够绕所述主船体转动以改变所述片体可调式三体船的横向宽度。有助于减小主船体和片体间的兴波干扰对片体可调式三体船的阻力影响，低航速时，片体放置于靠近主船体中的位置，可以减少兴波阻力，降低垂荡、纵摇运动的影响；高航速下则应将片体放置于主船体船尾；且极大程度的减小了片体可调式三体船的宽度，扩大了片体可调式三体船工作范围，尤其方便狭窄航道的通过。

摘要： 本发明公开了一种片体可移动式三体船，该三体船包括主体和设置在主体两侧的片体，所述主体的上方设置有与其长度方向中轴线垂直布置的中空状刚性连杆，所述刚性连杆内腔通过轴承安装有贯穿其轴向两端的电动横向伸缩杆，所述电动横向伸缩杆的两端各与一个片体的顶端固定连接；所述刚性连杆的外圈穿设有若干个纵向滚轮，所述主体的甲板上对应设置有沿主体长度方向布置用于供纵向滚轮滚动的纵向滚轮槽、以及用于驱动刚性连杆旋转带动纵向滚轮沿纵向滚轮槽向前或者向后滚动的电动驱动装置。本发明的三体船可以实现主体与片体的位置可变，使三体船型根据海况改变主体与片体的空间位置，获得优良的耐波性能和减摇性能。

摘要： 本发明公开了一种三体船附加侧体装置及三体船，所述侧体装置包括：气囊；竖直设置的调节杆；所述调节杆下端与所述气囊相连接；所述调节杆的左右两侧面均设置有多个从上至下排列的锯齿；分别设置在所述调节杆左右两侧的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和第二齿轮规格相同，且第一齿轮的中心与第二齿轮的中心处于同一水平面上；所述第一齿轮的轮齿与所述调节杆左侧面上的锯齿啮合连接；所述第二齿轮的轮齿与所述调节杆右侧面上的锯齿啮合连接；带动第一齿轮旋转的第一齿轮驱动装置和带动第二齿轮旋转的第二齿轮驱动装置；本发明结构简单、操作性强，能够明显降低三体船静止时的横揺幅值。

摘要： 本发明提供了一种片体可调式三体船，包括主船体及两个片体，两个所述片体的一侧分别与所述主船体的一侧连接，两个所述片体均能够沿所述主船体的船身方向移动以改变其相对所述主船体的船身的位置，且两个所述片体均能够绕所述主船体转动以改变所述片体可调式三体船的横向宽度。有助于减小主船体和片体间的兴波干扰对片体可调式三体船的阻力影响，低航速时，片体放置于靠近主船体中的位置，可以减少兴波阻力，降低垂荡、纵摇运动的影响；高航速下则应将片体放置于主船体船尾；且极大程度的减小了片体可调式三体船的宽度，扩大了片体可调式三体船工作范围，尤其方便狭窄航道的通过。

摘要： 本实用新型公开了一种三体船附加侧体装置及三体船，所述侧体装置包括：气囊；竖直设置的调节杆；所述调节杆下端与所述气囊相连接；所述调节杆的左右两侧面均设置有多个从上至下排列的锯齿；分别设置在所述调节杆左右两侧的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和第二齿轮规格相同，且第一齿轮的中心与第二齿轮的中心处于同一水平面上；所述第一齿轮的轮齿与所述调节杆左侧面上的锯齿啮合连接；所述第二齿轮的轮齿与所述调节杆右侧面上的锯齿啮合连接；带动第一齿轮旋转的第一齿轮驱动装置和带动第二齿轮旋转的第二齿轮驱动装置；本实用新型结构简单、操作性强，能够明显降低三体船静止时的横揺幅值。

摘要： 本实用新型公开一种侧向动力与船一体化设计的新型三体无人船，包括主船体，所述主船体两侧相对设置有两个侧体，任一所述侧体底部端面均连接有对转式无轴轮缘推进系统；所述主船体前端与后端呈对称设置，且均为流线形；所述主船体上设置有无线控制系统，所述无线控制系统用于控制对转式无轴轮缘推进系统工作。本实用新型采用通过控制对转式无轴轮缘系统实现三体船的多方向运动，提升了三体船的回转性能；去除了主船体船尾的推进器，且将主船体设计成前后对称的流线形，能更好的减小主船体的行驶阻力，提升三体船的高速性能。

摘要： 本实用新型公开了一种三体船侧体智能调节装置，包括侧体横向位置调节装置和侧体纵向位置调节装置；侧体横向位置调节装置包括连接桥前段、连接桥后段及液压装置，连接桥前段的前端部焊接在三体船侧体上，连接桥前段的中后部伸入连接桥后段中前部的轴承孔内；侧体纵向位置调节装置包括连接桥滑座、传动螺杆及两个驱动电机，连接桥滑座的前端部固定在连接桥后段的后端部，连接桥滑座的后部开有穿过传动螺杆的螺纹孔。根据在不同航速状态下侧体的最佳位置，通过改变连接桥前段的伸缩距离，减少三体船的航行阻力；根据三体船在不同航速下的纵摇、升沉等数据，通过改变连接桥后段在导向滑槽的位置从而改变侧体的纵向位置，减少三体船船行波。