肥大型船舶伴流分数的估算方法研究-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．1671·7953．2014．03．010肥大型船舶伴流分数的估算方法研究郭春雨，王成尧，黄超，赵庆新，陈月钢(哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001)摘要：基于肥大型船的快速性试验数据，通过对传统估算公式结果的分析及船舶伴流成因的研究，选定部分船型参数及无因次量作为影响因子，建立线性数学模型，采用逐步回归法得到一种新的、更加精确的肥大型船伴流分数估算方法，通过实例验证其精

2、确性和正确性。关键词：肥大型船；伴流分数；估算方法；回归分析中图分类号：U661．1文献标志码：A文章编号：1671~953(2014)03-0041-04出于对节能环保方面的考虑，国际海事组织某75000DWT散货船、某115000DWT油船、某于2013年强制执行了EEDI(船舶能效设计指82000DWT散货船等数十艘肥大型船进行计算，数)，作为主力运输船型的肥大型船将不得不进部分结果见表1、表2。行调整以适应新的标准⋯。在这种情况下，准确表1某48000DWT油船伴流分数估算数据快速地预报船舶的推进性能，并在此基础上对船型加

3、以改型或优化就显得尤为重要。在船舶推进性能预报以及螺旋桨设计的过程中，伴流分数的预报是必不可少的一环，其精度直接影响结果的好坏_2]。本文应用传统伴流分数估算公式进行计算并分析其结果，在此基础上选定部分船型参数及无因次量，提出线性数学模型，通过逐步回归法得到一种新的，更加精确的伴流分数估算方法引1传统伴流分数估算公式本文选取：①泰勒公式；②汉克歇尔公式；③表2某82000DWT散货船伴流分数估算数据巴甫米尔公式；④霍尔特洛泼公式；⑤荷兰船模水池公式；⑥BSRA系列自航要素计算法；⑦SSPA系列自航要素计算法；⑧ssPA修正方法圳，

4、对某型35000DWT散货船、某型48000DWT油船、收稿日期：2013—09—29修回日期：2013—11—05基金项目：国家自然科学基金(41176074、51379043)；教育部博士点基金(20102304120026)；2009年黑龙江省博士后研究人员落户黑龙江科研启动资金；中央高校基本科研业结合公式得出以下结论。务费重大项目资助计划(P013513013)1)设计和结构吃水状态下，①②③⑦公式估第一作者简介：郭春雨(1981一)，男，博士，副教授算效果更好。研究方向：船舶推进与节能2)压载吃水情况下，各公式估算效果不

5、稳定。E-mail：guochunyu@hrbeu．edu．an3)从实验值可以看出W压载>W设计>W结构，而41第3期船海工程第43卷构>计>载，需认为吃水或者排水量对伴流2．2建立回归模型分数有一定的影响，除式⑥以外的公式都不能很经过简单的相关分析，除伴流分数与直径吃好地解释这一变化。水比和纵向浮心位置的线性关系不显著外，其他4)从实验值可以看出，伴流分数随速度的增相关系数均在0．O1显著性水平上显著。因此可加会略微减少。定性分析，速度的增加使得雷诺以建立多元线性回归模型去拟合伴流分数与各变数变大，边界层的厚度减小，摩擦阻力减

6、小，摩擦量之间的关系，在求出回归方程后，再对回归方伴流也随之减小。但除式④⑤⑥以外的公式都不程及回归系数进行检验。W=an+a1C、，+a2Fr+a3L／B+a4B／T+能解释这一现象。5)①②这种单一变量组成的公式并不能很a5D／T+a6P／D+a7L／V+a8Cb+好地解释伴流分数的变化，只能初估其数值。a9Cp+aloLob6)设计、结构两种吃水状态由于吃水改变较2．3逐步回归法虽然变量选取基于伴流成因分析并借鉴了传小，伴流分数值并无较大变化。7)总体来看，有的伴流公式仅表示与船型参统公式，但并不能保证对伴流分数都有显著的影

7、响。为从较多的初选自变量中选择出一些作用较数有关，有的公式虽考虑了航速对伴流的影响，但大的因子，获得最优回归方程，可以借助逐步回是难以反应肥大型船不同吃水状态下伴流分数变归分析方法对自变量进行筛选。化的规律，计算的精确度也都不是很好。2．4回归结果及检验2回归分析根据数十艘肥大型船试验资料，进行简单的数据处理，形成多个多维样本，使用SPSS软件进对于肥大型船来说，传统伴流分数估算公式行多元线性回归，回归结果见表3～5。的精度并不能令人满意，原因之一在于这一船型表3模型汇总的应用与发展主要集中在近20年，很多估算公式的年代都比较久远

8、，考虑的船型十分有限，并不能满足现代造船的要求；原因之二则是部分估算公式在船型参数及无因次量的选取上考虑不够全面。因此，以大量现代船舶试验数据为基础，考虑模型平方和自由度均方和F检验显著性多个影响因素，通过回归分析的方法得到适用于肥大型船的估算公式