肥大型船舶阻力计算方法修正-论文.pdf

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1、第43卷第3期船海工程Vo1．43No．32014年6月SHIP＆0CEANENGINEERINGJun．2014DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2014．03．001肥大型船舶阻力计算方法修正郭春雨，黄超，邓锐，王成尧(哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001)摘要：为了改善部分肥大型船舶的阻力计算方法，提高计算精度和适用性，以兰坡凯勒方法为基础，结合近年来部分典型新造船型，通过计算结果和实验数据的对比分析，探讨计算结果产生偏差的原因，提出适用于新造船型阻力预报的修正方法。将此方法应用于油船和散货船，所得到的计算结果准确度有较大提高，

2、表明修正后的计算方法具有一定的工程实用价值。关键词：阻力预报；商用船舶；修正方法中图分类号：U661．3文献标志码：A文章编号：1671—7953(2014)03-0001-05准确预报船舶阻力是船舶设计工作者的重要子与船型参数的函数关系式，从而提出一种适用任务之一¨。在船舶设计的初级阶段，由于船舶于肥大型船舶阻力的计算方法引。线型尚未确定，因而不能用船模试验或者CFD方1肥大型船舶的阻力计算法来确定阻力，只能用传统的阻力计算方法来近似估算，以选择合适主机，保证船舶能够到达设计传统的船舶阻力计算方法根据弗劳德假定将航速，或者在主机确定的情况下，预估阻力以确定船舶总阻力

3、分为摩擦阻力和剩余阻力两部分，其航速。这一过程需要将船舶的主尺度和主要船型中剩余阻力用兰坡凯勒图谱计算，摩擦阻力按照参数相结合，考虑多参数变化的影响，预报多种情桑海公式计算，而粗糙度补贴系数根据荷兰试验况下的船体阻力，再对各种方案进行反复论证，最水池发表的数据进行实船粗糙度和尺度效应的补终得到满足使用要求且阻力最小的船型。而在这贴换算。一过程中，快速、准确地预报各种不同参数下的船根据项目合作单位提供的48000t油船、体阻力是一项极其关键，同时又是相等困难的工115000t油船，大连中远船务提供的35000t散作。但随着船舶阻力和推进学科的发展及新船型货船、82000

4、t散货船的船型设计及船模试验资的不断出现，传统的阻力预报方法已经不能准确料，包括船型设计参数(垂线间长、型宽、型深、设预报船舶阻力。特别是近些年肥大型船舶的出计吃水、排水量、方形系数、菱形系数、湿表面积、现，很多新造船舶都超出了传统图谱和各种经验浮心纵向位置等)，船模静水阻力试验报告，运用公式的使用范围J。传统方法对船舶的阻力进行计算，然后将计算值本文结合系列化试验阻力图谱对部分肥大型与船模试验值进行比较。见表1～5。船舶进行阻力计算，并在分析计算值与试验值误表1肥大型船舶主要设计参数差的基础上运用函数拟合的方法得到阻力修正因收稿日期：2013—10—12修回日期：2

5、013—11—26基金项目：国家自然科学基金(41176074、51209048)；教育部博士点基金(20102304120026)；中央高校基本科研业务费重大项目培育计划(P013513013)；高技术船舶科研计划(三体船)第一作者简介：郭春雨(1981一)，男，博士，副教授研究方向：船舶推进与节能E-mail：guochunyu@hrbeu．edu．(311第3期船海工程第43卷表235000t散货船阻力计算值和试验值对比2阻力计算的误差分析2．1摩擦阻力计算分析1932年桑海运用对数速度分布规律，并根据平板拖曳试验结果，给出摩擦阻力计算公式。1947年美国船模试

6、验池会议将其作为计算摩擦阻力的标准公式，成为1947ATI'C公式。Rf=(Cf+△cf)。s(1)式中：p——海水密度，kg／m；表348O00t油船阻力计算值和试验值对比5——船体湿表面积，m；一船速，m／s；C——摩擦阻力系数，用桑海公式计算：c=(2)其中：——雷诺数。我国以往取粗糙度补贴系数AC=0．0004，对于船长为100m左右的船舶，取AC=0．0004所得结果与实船试验基本相符。但是，不同船长的船舶试航结果表明，AC值将随船长增加而趋表482O0ot散货船阻力计算值和试验值对比减小，直至出现负值。荷兰水池1973年发表了随船长变化的AC值，见表6．表

7、6不同船长下AC，的取值L／m△C，×1050～150O．35～0．40l50～2100．20210～2600．10260～3000300～350—0．10表5115Oo0t油船阻力计算值和试验值对比350～450—0．25日本船舶研究所用桑海公式时的相关系数c值见表7。表7桑海公式C值C×1060—1000．41O0～1300．3l30—1500．2150～1700．1170—1900190—210—0．1210—230—0．2230～250—0．3>250—0．4由表2～5可见，传统阻力计算值和试验值的现分别用不同的粗糙度补贴系数计算几艘典误差百