海上三体风电维护船船型方案及阻力性能研究.pdf

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1、第34卷第5期2017年10月江苏船舶JIANGSUSHIPV01．34No．50ct．2017海上三体风电维护船船型方案及阻力性能研究杨铃玉1，杭岑2(1．上海杉达学院沪东工学院，上海201209；2．上海振华重工(集团)股份有限公司，上海200125)摘要：在分析维护船使用及性能要求的基础上，确立了三体船型方案。在单体船基础上根据侧体体积比的不同确定几组不同的三体船方案，对各个方案进行阻力数值仿真分析，同时还对三体船主侧体的干扰阻力进行探讨，最终得出三体维护船合适的体积比构成，从而为海上风电场维护船船型设计奠定一定的基础。关键

2、词：海上风电维护船；船型方案；三体船侧体体积比例；阻力性能中图分类号：U662．2文献标志码：A0引言在可再生能源中，风力发电是除了水能源之外技术最为成熟并且具有很大开发价值的发电方式。海上风力发电近年来得到了比较多的关注，发展较快。由于海上风电场会受到风浪和潮汐的影响，因此针对海上风电场设计出性能良好的船型以提高维护人员的安全性能显得尤其重要，同时性能优良的船型也能很好地完成维护船的任务从而提高风电场的运行效率。现代高速三体船具有良好的性能优点。三体船由1个主体和2个侧体组成，其船体的长宽比较大，船形较瘦长，有利于减小兴波阻力。

3、三体船船型的侧体一般位于主体的两侧，长度远小于主体长度，且排水量也较小⋯。跟单体船相比，三体船在高速航行时能够大大减小兴波阻力，耐波性能和横摇性能比单体船好，且三体船由于两边多了2个侧体，使得甲板面积变得较为宽敞，为设备的布置提供了充足的空间旧J。跟双体船相比，高速三体船具有良好的耐波性，可避免双体船的扭摇和急摇，并可以减小纵摇和升沉。因此，从性能角度考虑，将三体船船型作为风电维护船型能够很好地完成维护任务从而减少维护成本。1船型方案三体船的船型研究主要包括侧体的主尺度的选择、侧体位置的优化与侧体排水体积比例确定以及基金项目：20

4、16年“上海高校青年教师培养资助计划”收稿日期：2017舶-28作者简介：杨铃玉(1990一)，女，硕士，助教，主要从事船舶设计方面的研究。侧体船型优化等。一般三体船的主体和侧体均为长宽比很大的细长体，侧体排水体积不超过主体排体积的10％，因此对于主侧体的相对大小目前研究不是很多。本文所研究的三体船侧体排水体积的比例是在单体船的基础之上将总排水量控制不变，采用不同的主侧体大小比例来衍生出三体船型，同时本文还对主侧体的不同位置进行研究，探讨出何种比例分配以及位置组合能够使得三体船型的阻力性能最佳，为三体船的设计提供参考借鉴。1．1单

5、体船基本船型由于目前三体船型资料公开发表的较少，因此本文在确定三体船型的主要要素时参照的是某22m单体船，其主要参数如下：垂线间长￡PP19．0m设计水线长￡w。．20．0m型宽B4．0m型深D2．5m设计吃水T1．2m设计排水量△44t该单体船型船体采取的是圆舭线型，在船型设计软件NAPA中所生成的船体模型如图1所示。隆l1单体船候制1．2三体船主要要素为了提高甲板面积，增加三体船的耐波性能，将三体船的长宽比适当增加，参照22m单体船来确定三体船的主要要素。1．2．1主体水线长LwL。和船宽B。为了保证三体船主体的尺度和单体船相

6、同，参10江苏船舶第34卷照单体船的主尺度，三体船船长Lw。。=20m，船宽Bl=4mo1．2．2主体型深Dl和吃水dl同样参照单体船的主尺度，三体船的主体型深Dl=4m，吃水dl=1．2m。1．2．3侧体水线长￡wu和侧体船宽B2根据文献统计资料可知，侧体水线长一般占主体水线长度的30％～45％[2]。考虑到所设计三体船的功能及使用要求，取较长的侧体水线长，使得三体风电维护船有较大的甲板面积，所以暂取Lwu=0．375LwLl=7．5m。三体船的主体和侧体宽度比例在0．2—0．4左右日剖，主体宽度B，=4m，暂定B2／Bl=0．

7、34；侧体宽度为B2=1．36m，取整为B：=1．4m。1．2．4侧体吃水d2根据侧体排水体积的不同，侧体的吃水也随之变化。1．2．5主侧体的纵向间距f和横向间距b侧体的不同位置对于阻力及耐波性能的影响较为明显，不同的位置可能会让三体船的性能产生较大的影响。本文所设计的三体风电维护船考虑到建造的便捷等因素，将纵向位置视为定值即保持侧体的艉封板与主体艉封板齐平。连接桥的长度过长将会导致船体强度的问题，过短则会造成稳性不足。因此，参照三体船的资料将连接桥的长度Z定为1．35m，横向间距b定为4．5m。1．2．6排水量A将三体船总排水量

8、控制和单体船的排水量一致，A=44t，侧体排水量为5．3t，侧体排水体积占据总排水体积的比例为12％。1．3三体船几何模型的建立根据三体船的尺度，侧体排水体积占总排水体积的不同比例确定4组方案进行讨论：方案1的比例为9％，方案2的比例为12％，方案