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喷水推进器流道对船舶阻力性能的影响

钱浩 宋科委 郭春雨 龚杰

钱浩, 宋科委, 郭春雨, 龚杰. 喷水推进器流道对船舶阻力性能的影响[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(2): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.003
引用本文: 钱浩, 宋科委, 郭春雨, 龚杰. 喷水推进器流道对船舶阻力性能的影响[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(2): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.003
Hao QIAN, Kewei SONG, Chunyu GUO, Jie GONG. Influence of waterjet duct on ship's resistance performance[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(2): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.003
Citation: Hao QIAN, Kewei SONG, Chunyu GUO, Jie GONG. Influence of waterjet duct on ship's resistance performance[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(2): 22-29. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.003

喷水推进器流道对船舶阻力性能的影响

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.003
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 51209048

国家自然科学基金资助项目 41176074

国家自然科学基金资助项目 51409063

工信部高技术船舶科研资助项目 G014613002

哈尔滨工程大学青年骨干教师支持计划资助项目 HEUCFQ1408

详细信息
    作者简介:

    钱浩, 男, 1980年生, 高级工程师

    通信作者:

    宋科委 (通信作者), 男, 1991年生, 硕士生。研究方向:喷水推进器。E-mail:1150811986@qq.com

  • 中图分类号: U661.31+1

Influence of waterjet duct on ship's resistance performance

知识共享许可协议
喷水推进器流道对船舶阻力性能的影响钱浩,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  喷水推进船舶的阻力性能与常规船舶有着很大的不同,喷水推进器流道的存在会改变船舶尾部流场,对船舶阻力性能有着很大的影响。  方法  以FA1型三体船为计算模型,利用CFD软件STAR-CCM+,将喷水推进器流道看作附体,对比研究安装不同进流角喷水推进器流道前后船舶尾部流场变化。通过对比流道表面压力分布、船体流线的变化,阐述船舶阻力以及阻力成分产生变化的机理。  结果  结果表明:STAR-CCM+可以实现对于船舶阻力性能的预报;喷水推进器进水流道的安装会增大船舶阻力,主要为压差阻力的增大。  结论  对进水流道倾角的优化可以增进喷水推进船舶的阻力性能。
  • 图  1  CATIA建模

    Figure  1.  CATIA modeling

    图  2  进水流道模型建立

    Figure  2.  Waterjet duct modeling

    图  3  计算域

    Figure  3.  Computational domain

    图  4  网格划分图

    Figure  4.  Mesh division graph

    图  5  裸船体阻力计算值与阻力试验值比较

    Figure  5.  Comparison of resistance and experimental values for bare hull

    图  6  阻力成分

    Figure  6.  Resistance components

    图  7  Fr=0.103时的流线图

    Figure  7.  Streamline diagram at Fr=0.103

    图  8  Fr=0.485时的流线图

    Figure  8.  Streamline diagram at Fr=0.485

    图  9  Fr=0.294时流道表面压力分布

    Figure  9.  Pressure distribution of duct surface at Fr=0.294

    图  10  Fr=0.485时流道表面压力分布

    Figure  10.  Pressure distribution of duct surface at Fr=0.485

    图  11  船体阻力及阻力成分的变化

    Figure  11.  The changes of resistance and the resistance components

    表  1  模型的基本参数

    Table  1.   Basic parameters of the calculation model

    Main parametersNumerical values
    Total length of main body/m3.501
    Total length of demibody/m0.988
    Moulded depth/m0.279
    Draft/m0.182
    Total breadth moulded /m0.791
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    表  2  阻力计算值与试验值对比

    Table  2.   Comparison of resistance and experimental values

    Froude numberCalculated values
    of resistance/N
    Experimental values
    of resistance/N
    Error values/%
    0.1031.8211.886-3.446
    0.25010.59711.439-7.361
    0.29414.93416.150-7.529
    0.39724.98126.367-5.257
    0.44130.17132.078-5.945
    0.48535.04538.599-9.207
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    表  3  各阻力成分对比

    Table  3.   Comparison of each resistance component

    Froude numberShear resistance/NPressure
    resistance/N
    Proportion of shear
    resistance/%
    0.1031.2100.61066.4
    0.2505.7734.82354.5
    0.2947.7217.21351.7
    0.39713.46111.51953.9
    0.44116.13614.03453.5
    0.48518.85516.19053.8
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    表  4  各工况下阻力值

    Table  4.   Resistance values under different working conditions

    Froude numberHullTotal resistance/NShear resistance/NPressure resistance/N
    0.103Bare hull1.8211.2100.610
    25°1.8991.2220.678
    30°1.8971.2200.677
    40°1.8891.2140.675
    0.250Bare hull10.5975.7734.823
    25°11.0735.8535.220
    30°10.9545.7765.178
    40°10.9785.8315.147
    0.294Bare hull14.9347.7217.213
    25°15.0727.8547.848
    30°15.8187.8337.985
    40°15.5577.8047.753
    0.397Bare hull24.98113.46111.519
    25°26.63113.69612.935
    30°26.90313.67213.231
    40°27.13213.62913.503
    0.441Bare hull30.17116.13614.034
    25°32.63916.42116.218
    30°32.85916.21016.649
    40°33.30216.34616.957
    0.485Bare hull35.04518.85516.191
    25°38.53519.16719.368
    30°38.92119.12619.794
    40°39.31719.08120.236
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-04
  • 网络出版日期:  2017-03-13
  • 刊出日期:  2017-04-01

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