三体船阻力模型试验

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1、维普资讯http://www.cqvip.com43卷第4期(总第159期)中国造船VoI．43No．4(SerialNo．159)2002年12月SHIPBUILDING0FCHINADec．2002文章编号：1000—4882(2002)04—0006—07三体船阻力模型试验李培勇，裘泳铭，顾敏童，王文富(上海交通大学船舶与海洋工程学院，上海200030)摘要介绍了高速排水型三体船模型静水阻力试验。在Froude数0．3～0．8范围内进行了系列试验，研究侧体位置对阻力的影响。详细分析了三体船各船体之间的兴波干扰、剩余阻力曲线特征和阻力成分。

2、通过阻力换算，对三体船、双体船和单体船的有效功率进行了比较，结果显示出三体船在阻力性能方面的巨大潜力。关键词：三体船；阻力；船模试验；剩余阻力中图分类号：U661．31文献标识码：A近年来，一种排水型高速三体船型引起广泛关注。这种船型采用细长船体为主体，主体舷外两侧各布置1个细长小体，形成三体船。在上海交通大学拖曳水池进行了系列三体船试验⋯，系统研究三体船的阻力特征，为今后三体船型的开发提供依据。(一)试验模型三体船试验模型，包括主体和侧体，均采用大长宽比的圆舭船型，左右两边体形状相同，均为对称式线型。主体、侧体模型横剖面图见图1，模型的主尺度

3、见表1，L为水线间长，B为设计水线宽，d为吃水高度，△为排水量。主体水线间长为3．25m，该尺度的确定综合考虑了拖曳水池的长度和拖车速度的实际情况。侧体尺度根据对稳性的要求来确定。试验时，主体和侧体船模19站处分别安装激流丝。表1三体船模型的主尺度＼＼(a)模型主体横剖面图(b)模型侧体横剖面图图1三体船模型横剖面图(二)试验方案本次试验的主要目的是掌握三体船的阻力特征，尤其是侧体位置对阻力的影响，因此在较大的范收稿13期：2001—1025；修改稿收稿13期：2001—11—19基金项目：上海市科技发展基金(00ZF14037)和上海交通大学

4、“985”计划联合资助维普资讯http://www.cqvip.com43卷第4期(总第159期)李培勇等：三体船阻力模型试验围内选择侧体横向和纵向布置位置进行阻力试验。侧体的横向、纵向位置分别由b、表示(见图2)，b为主体和侧体中纵剖面之间的距离，为主体和侧体中横剖面之间的距离。根据理论计算的结果，有代表性地选择了侧体横向、纵向布置位置各3个，由此得到9个三体船模型阻力试验方案，见表2。另外，试验中还分别对主体和侧体单独进行阻力试验，以便了解主体和侧体之间的阻力干扰情况。试验在上海交通大学船模试验池完成，见图3。水池主要尺度为：长110．0m

5、，宽6．0m，深3．0m。表2三体船模型试验方案试验方案编号btm)(m)O．2380．331__'-_。●__●_一0．3000．3310．3630．331f————、0．2380．656Io—————一0．3000．656J。●___。-'_。_一0．3630．656I．．．．．．一—————一O．2380．981一，一0．3000．9810．3630．981图2三体船的坐标系图3三体船阻力试验(三)试验数据的处理方法及试验结果三体船模型阻力采用Froude换算法，将总阻力尺分为摩擦阻力尺，和剩余阻力尺。由于主体和侧体的船长尺度相差较大，在

6、计算三体船的摩擦阻力时应分别计算主体和侧体的雷诺数、摩擦阻力系数及摩擦阻力，主体和两个侧体摩擦阻力的总和即为三体船总的摩擦阻力。摩擦阻力系数采用ITTC57公式计算。剩余阻力系数表示为尺，r一⋯一(1／2)pS，V2式中：S一S+2S，S、S、S分别为主体、侧体、三体船的湿表面积。维普资讯http://www.cqvip.com中国造船学术论文为便于比较，将主体和侧体单独进行的阻力试验结果用Froude换算法计算出剩余阻力系数c，，嗡c并引入三体船“无干扰剩余阻力”系数cC，～，一(5⋯S+2CS)／s(2)主体和两个侧体各自阻力的总和即为三体

7、船“无干扰阻力”R。因此船体之间的干扰阻力为△R—R一R_v，(3)㈣6并可用系数表示为△C，一C，～C，Ⅳ，嘴(4)三体船模型试验结果得到的剩余阻力系数C，和干扰阻力系数△C见图4、5。2．0嘴1．81．6：e∞l214＼70_I＼12¨化¨1．00．8O．350∞0．450．5oO．550．6o0．650．70075F．(b)6—0．300m2·O181·6呈1．4121．00．80．350．∞0．450．5o(c)b一0．363m图4三体船剩余阻力系数曲线0．4O7O60．3O50．2_0‘qO1o．3O20．0O1-0100035040

8、04505o05506o065070075维普资讯http://www.cqvip.com43卷第4期(总第159期)李培勇等：三体船阻力模型试验O7