兴波阻力

摘要： 本文应用一种基于控制点阵的曲面形状控制算法改变球鼻艏的几何变形,通过增加点阵的数量,以改善球鼻艏与船体过渡的几何光顺性,运用多岛遗传算法数值设计兴波阻力最小的球鼻艏形状。针对KCS船舶,对3个不同点阵数量开展了球鼻艏形状优化设计,结果表明,增加点阵数量能有效地提高球鼻艏与船体过渡的几何光顺性,同时也保证了减阻效果,最优方案兴波阻力的相对值减少了11.8%,而且球鼻艏的体积和湿表面积都有明显的下降。

摘要： 为了实现单体排水量船体兴波阻力的快速和精确预报,本文采用Dawson方法对典型船型兴波阻力计算进行研究与分析。首先描述了兴波理论和数值离散方法,以船体网格、自由面区域大小和网格划分3方面关键参数进行收敛性验证;其次引入AMP并行技术和贴体网格,建立了船体兴波阻力快速预报方法,并对兴波阻力预报的计算效率和预报精度进行分析;最后通过典型船型的计算结果比较,验证了本文计算程序的可靠性。研究结果表明:本文计算方法收敛性较好,并行计算速度提升5~6倍,贴体网格计算速度提升30%,且预报误差较小。

摘要： 为了实现设计空间中船体兴波阻力的快速预报,对样本船型生成、兴波阻力预报和近似模型构建展开研究,建立基于样本船的兴波阻力智能预报方法。首先描述曲面变形技术的理论方法,将改进平移法和自由变形技术两种方法应用于船体变形;其次给出兴波理论和数值计算方法,验证本文兴波阻力计算程序的可靠性;并描述基于连续局部枚举的试验样本点设计方法和基于BP神经网络的近似模型;最后以KCS船型特征参数设计为实例,通过近似模型训练和参数分析,验证该近似模型的计算精度。研究结果表明:根据60组测试样本的结果验证,相关系数为0.9998,均方误差为3.14E-04,运行时间为2 ms,本文智能预报方法的预测精度高且速度快。

摘要： 为进一步提高穿浪船的快速性和耐波性,将新型单体穿浪船艏船型与普通倾斜船艏船型进行对比,研究两者之间的性能差异;然后进行静水模型阻力试验,研究新型穿浪船艏对阻力性能的影响并进行船型优选;最后进行实船试航,以验证新型单体穿浪船型的可靠性。研究结果表明:该穿浪船型在高速段具有较小的兴波阻力,减阻效果明显;实船航速达到20.4 kn,达到并高于设计要求,具有良好的快速性能。

摘要： 针对全垫升气垫船兴波问题,本文通过简化气室,采用质量源法模拟风机供气,在计算流体力学软件平台上实现了气垫兴波模拟计算.模拟中质量源法能够形成稳定的气垫,兴波波形合理,对内水面波形积分得到兴波阻力,能够准确给出速度变化过程中2次阻力峰值,与相关实验和文献结果比较,吻合良好.此外运用该方法研究了浅水中气垫船的兴波阻力变化情况,其第2个阻力峰的位置位于临界速度处.研究表明:该方法简单稳定,是气垫船兴波及阻力计算的有效手段.

摘要： 以某型高速客船为研究对象.采用CAESES FRIENDSHIP-Framework软件进行全参数化建模,对初始模型采用SHIPFLOW软件进行兴波阻力计算,将计算结果与船模试验结果进行对比,以验证计算的可靠性.采用Sobol算法进行特征参数的灵敏度计算,以有效降低设计空间维数,提高计算效率.建立多航速优化模型,完成船体艏部兴波阻力优化.结果表明,优化模型的兴波阻力在多航速下较初始模型均明显降低,研究结果具有一定的工程实用价值.

摘要： 基于傅里叶伪谱提出了在时域上模拟气垫船线性兴波的新方法,计算了气垫船在匀速和匀加速直航工况下的兴波波形和兴波阻力.通过与相关文献结果的比较,验证了方法的正确性.讨论了气垫船气室压力分布对兴波阻力的影响.研究表明,论文提出的方法准确可靠,运算速度快、效率高;在气垫船航行中使用该方法对阻力进行实时预报和对气室压力分布加以调整,可有效降低兴波阻力.

摘要： 众所周知,舰船球鼻艏既可以起到降低兴波阻力的作用,又可以为舰壳声呐提供远离机舱和桨轴这些噪音源的环境。但同时具备这两项功能的球鼻艏,其制造工艺的难度就要上一个台阶了。

摘要： 本文基于频域势流理论方法,对Wigley船的兴波阻力及相应的船行波进行了研究与分析.首先,对频域求解模型进行了介绍.然后,对该数值模型进行收敛性验证之后,对Wigley船型的兴波阻力问题展开了研究.最后,本文对兴波阻力、船行波和船体侧面波廓线等信息进行了研究,并与其他公开发表的实验数据与时域计算结果进行了对比,讨论和分析了本频域计算模型的求解精度和适用范围.通过本文的多组算例结果展示,可知:基于势流理论能较好地分析船舶的兴波阻力.

摘要： 本文基于计算流体力学商业软件FINE/Marine,对低航速的标准Wigley船的兴波阻力进行了计算,并与实验数据进行了比对,验证了FINE/Marine在低速单体船上的计算精度.计算了不同航速下,波纹云图、船侧波廓线和船体湿表面上的压力等信息;考察了航速对兴波阻力和船行波纹的影响.通过以上多组算例结果展示可知:该软件能很好地对静水航行中的船舶进行了水动力性能分析.

摘要： 基于Rankine源频域法开发了船舶耐波性计算的数值模型,并采用该数值模型计算了多个航速下的Wigley船的兴波阻力问题.基于该数值模型给出了Wigley船的波形等高线图,船侧波形图,船表面压力分布和兴波阻力,并与已发表的数值结果和实验数据进行了对比;验证了基于Rankine源频域法的程序能较好的模拟Wigley船的兴波问题.

摘要： 为了预报水下航行体运动引起的兴波尾迹,基于势流Rankine面元法建立了一种水下航行体兴波尾迹和兴波阻力的快速分析模型.首先,对该势流Rankine面元模型的理论基础和数值技术进行了介绍.在对该数值模型的收敛性进行验证之后,讨论了Newman细长体的兴波尾迹特征,并与其他公开发表的数据结果进行了对比验证.通过对结果的分析可知:基于本计算模型能较好地预报水下航行体的兴波尾迹和兴波阻力,其计算的快速性和高效性为水下航行体的型线优化、优良艇型的设计、实时的兴波尾迹预报提供了工程可实践性.

摘要： 本文根据线性兴波理论推导了侧船体与主船体不对称情况下的双体船兴波阻力计算公式,并根据此公式计算了某一高速非对称双体船兴波阻力系数以及兴波干扰因子,分析了非对称双体船的兴波阻力特性,研究了侧体的相对位置改变对兴波阻力的影响规律.依据优化理论,以最小兴波阻力为目标,探讨了两个不对称片体布局优化问题.

摘要： 超细长双体船在高航速下航行兴波阻力占总阻力的比重相比于常规船型而言较大.本文主要是通过Neumann-Michell理论快速地对三个已拟定的船型设计方案的兴波阻力进行计算,以及通过ITTC公式估算摩擦阻力进而得到总阻力,然后进行对比阻力大小,并分析自由面兴波情况和船体压力分布,初步优选出阻力性能较优的船型方案.最后,通过CFD方法做更加精确的阻力性能预报以及更多的流场细节分析,以确定最终的优选船型.

摘要： 针对航行船舶兴波问题的数值计算,描述了基于Rankine源法的线性化理论,并同时提出一种新的非线性数值计算方法,在该方法中自由面条件采用联合的非线性形式,不显含波高,并保留其中全部非线性项,通过定常迭代调整自由面高度使自由面条件在真实的波面上满足.采用两种方法对算例船舶Wigley和S60的兴波阻力、自由面波高等参数进行了数值预报,并与相关实验对比验证了本文非线性方法的准确性和可靠性.此外,通过数值结果对比分析了两种理论在兴波问题数值计算中的差异.

摘要： 阻力性能的优化一直是船舶设计工作的重要环节,它将直接决定船舶的经济性和可用性.本研究工作是基于Neumann-Michell(NM)理论和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行的,以标准船型Series60为例,利用平移法(Shifting Method)与径向基函数法(Radial Basis Function Method,RBF)修改船体曲面,将兴波阻力作为目标函数,对高航速(Fr=0.30)下的Series60船型进行优化.最终得到能使兴波阻力有效减小的优化船型,并对优化船型做了分析.

摘要： 船舶航行时受到的流体动压不平衡分布会引起姿态变化,本文基于三维Rankine源法分别求解均流和叠模线性化的船舶兴波问题,计算兴波阻力并根据动力平衡关系计算船舶航行姿态.物面和自由面离散采用9节点二次等参元,自由面速度势一阶导数解析求解,二阶导数采用数值微分求解.对Wigley和S60船兴波阻力、姿态和船侧波剖面的数值计算结果与实验吻合良好,证明了本文方法能准确的预报船舶兴波阻力和航行姿态.

摘要： 本研究以Wigley船型为例,分别使用一阶面元法和高阶面元法求解船舶兴波问题.通过比较两种方法计算所得到的自由面兴波波形结果,发现并无明显差别,但高阶面元法计算得到的兴波阻力结果与模型试验值吻合得更好.

摘要： 本发明属于水下机器人领域，公开了一种基于FPGA实现计算水下机器人兴波阻力的方法，步骤包括：(1)、用户自定义编写dat文件。(2)、运用面元法，分析该算法的原理，划分出该算法的主要计算模块。(3)、利用高级语言C/C++实现各个模块，导入用户自定义编写的dat文件，并且验证算法功能的正确性。(4)、将上述步骤(2)功能验证正确的面元法程序作为输入文件，利用高层次综合工具HLS，将高级语言转化为RTL级语言。(5)、将生成的RTL代码生成为IP核，并制作成比特流文件，下载配置到FPGA的可配置逻辑部分。(6)、待FPGA运行完成后，可得到水下机器人的兴波阻力系数。本发明通过下载至FPGA实现该算法并加速,同时降低了FPGA的开发难度。

摘要： 本发明公开了一种能减小兴波阻力的水陆高速两栖车辆，其包括主体部，主体部包括左车体、右车体、主车体以及干舷部；左车体与右车体均设置有陆上行动装置，主车体设置有陆上动力装置与水上驱动装置；左车体与右车体关于主车体的纵向中轴线对称地设置于主车体左右两侧，干舷部设置于左车体、右车体以及主车体的顶部，且在左车体与主车体之间形成用作水陆高速两栖车辆水上行驶时的左流道，在右车体与主车体之间形成用作水陆高速两栖车辆水上行驶时的右流道；左流道与右流道关于主车体的纵向中轴线对称。该水陆高速两栖车辆可以把水浪花约束在两侧的左流道与右流道内，有效降低兴波阻力。

摘要： 它是造船行业的一种新船体的设计制作方法，和泵推进新的设置方法。一、世界上凡是在水面上以高速航行的船，船头都有兴波产生，但是附图一的这条船，开的很快，船头没有波浪，船体后半部两侧的水花是由船体外的射流管的水流形成的。二、本船体有船头进水的头泵水流管道，由水泵不断快速把管道中的水抽出经喷管喷出转化为动力。而船头对水体没有顶、推、挤压等作用力。所以，船头无兴波阻力，再快的航速，只要功率能够满足，也没有兴波阻力。总之功率加大，航速也大，船头还是无兴波阻力。水泵选用高扬程离心泵。

摘要： 本发明涉及一种减少舰船兴波阻力的装置及方法，包括船体，所述船体的船艏的下部设有伸出所述船体的前伸机构，所述前伸机构的内部设有内腔，所述内腔通过气管与设置在所述船体内的气源连通，所述气管上设有气体流量调节装置，所述前伸机构上设有与所述内腔连通的喷嘴，用于喷出气泡改变舰船首波高度、首波相位、首波频率、舰船长宽比达到减小兴波阻力的目的，喷出的气泡更能减小水面舰船所受摩擦阻力，提高水面舰船的航速，节约航运过程中的能源消耗、碳排放，所述气源上设有臭氧发生器。当需要时，臭氧跟随气泡一同通过喷嘴喷出，减少船底水生生物的滋生、减少日常维护工作量，减少舰船的燃料消耗，提高船速，减小排放。

摘要： 本发明公开一种消除兴波阻力的客货超高速船和超高速作战舰艇，近百年来汽车提高营运速度10多倍，火车20多倍，飞机30多倍，唯独轮船仅提高一倍，皆因兴波阻力是无法逾越的障碍；本发明的技术方案：在船首水线下增设相当船体断面积的整流罩，左右各有多个螺旋桨，两侧船舷增设输水巷道，螺旋桨强推水流从船首经水巷一直高速冲到船尾，使原来的船首高压区变为低压区，原来的船尾低压区变为高压区，兴波阻力完全消失；轮船时速20km是经济速度，客船时速30km是中等速度，时速仅加大1/2功率却要加大一倍，时速若再加大一倍达60km，却要增大功率47倍（三次方增长）；用本方案可能仅要加大功率10倍，证明本发明有无比的优越性。

摘要： 本发明旨在提供一种桥墩兴波阻力消减器，包括消减器主体和滑轨，所述的消减器主体为鼻型，包括前部下方的鼻部、前部上方的鼻梁部和背部；所述的背部与桥墩的墩面形状相对应，背部与桥墩通过竖直方向的滑轨连接，消减器主体能沿滑轨自由的上下运动；所述的鼻部设置为中空结构，在浮力作用下，鼻部与鼻梁部的连接处与水面平齐。该兴波阻力消减器可以有效消减水流兴波阻力，减小水流对桥墩的冲击，保证桥梁在汛期的安全。

摘要： 本实用新型公开了能减少兴波阻力的搜救巡逻艇，包括艇体，位于水线面以下的艇体上设置半环形气囊，气囊的形状与水线面在船艏处的形状相适配，气囊位于船艏处且与艇体形成球鼻艏结构；气囊表面采用橡胶材料制成；气囊内填充设置气体，气囊的外边缘形状呈流线型；气囊上连接有气管，气管的另一端与设置在艇体内的气泵相连，气管上设置气阀。本实用新型通过把球鼻艏改造成气囊式的，可以在不同航速时通过调整充气的多少来调整球鼻艏的形状以最大程度减小兴波阻力；并且设置多个不同角度的反射镜再配合凸面镜能够使得船舱内的工作人员几乎从任一角度都能实时观察到气囊的气压以便于根据实际航速来调整气囊内的充气量。

摘要： 本实用新型公开了一种船舶无兴波阻力推进装置，包括船身和防护罩网，所述船身的下方设置有直通管道，且直通管道的右侧安装有无轴推进器，并且无轴推进器与直通管道之间连接有橡胶连接管，所述防护罩网之间连接有连接板，且连接板通过紧固螺钉与船身相连接。该船舶无兴波阻力推进装置，设置有直通管道，能够通过转子带动无轴推进器内部的螺旋叶的转动，将船身前侧下方的水分通过直通管道抽至船尾螺旋叶的正前方，从而将船前的水向后推动获得动力，推动船身前进，这样使船头的阻力减小，不产生兴波，加快船速，设置有防护罩网，避免水下水下大件杂物通过直通管道和橡胶连接管进入到无轴推进器中，打坏螺旋桨的转动，提高该装置的实用性。

摘要： 一种能够消除兴波阻力的轮船，解决了现有的排水型轮船未对兴波阻力作预先处置，而是使用强大的动力推动船身前进，将“船路上的水体”强行向两边分开，强行挤压出一个深水漕来，白白地消耗了绝大部分的动力的不足。其特征是：在双体船下潜体(8)的底部加装一连接底板(13)，在两下潜体(8)内，两组发动机(7)分别依次连接变速箱(6)、传动轴(5)、万向节(4)、支架(3)、螺旋桨(2)；船尾设置有船尾三角(1)，支架(3)焊接在船尾的骨架上，螺旋桨(2)安装于单流道(9)的出口处。能消除兴波阻力，结构简单造价低，速度快，效益高，属浅吃水船型，使用范围非常广泛，是大型化现代船舶更新换代的必然产品。供造船工业使用。

摘要： 本实用新型是船头带若干小入水口减小兴波阻力的船，是一种船舶，其特征是，在船头吃水线下中部的中部或近于中部及其上部或近于上部、下部或近于下部设若干小入水口，在船头吃水线下两侧中部或近于中部的中部或近于中部及其上部或近于上部、下部或近于下部设若干小入水口，在船头吃线下中部的中部或近于中部及其两侧外部的中部或近于中部设若干小入水口，在船头吃水线下设置的若干小入水口，可单独设置，也可根据不同船型和需要任意组合设置。通过水泵把船头吃水线下小入水口水排出，减小兴波对船航行产生的阻力，成为经济实用，提高航速的船，本实用新型保留了原重载排水船的基本结构，在减小兴波阻力的同时，是仍具有高抗风浪性的船。