多槳船附體阻力的預(yù)報(bào)方法*

馮 毅

(七○八研究所 上海 200011)

多槳船附體阻力的預(yù)報(bào)方法*

馮 毅

(七○八研究所 上海 200011)

多槳船;多附體;附體阻力;預(yù)報(bào)方法

多槳船是艦船的必要船種,而“多槳船附體阻力預(yù)報(bào)方法”是多槳船實(shí)船快速性預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。對(duì)現(xiàn)有附體阻力預(yù)報(bào)方法進(jìn)行歸納,介紹了經(jīng)驗(yàn)公式估算方法、船模試驗(yàn)估算方法和CFD數(shù)值計(jì)算方法的基本原理,討論現(xiàn)有方法對(duì)于多槳船附體阻力預(yù)報(bào)的可行性,具有實(shí)際意義。

0 引 言

一般來(lái)說(shuō),將船殼外承擔(dān)一定功能的附屬體稱(chēng)為附體,又將水線(xiàn)以下的附體引起的水阻力稱(chēng)之為附體阻力。按照附體阻力不同成因,可分為由流體重力引起的興波阻力和由流體粘性引起的粘性阻力。

一般船舶包括基本的附體如:槳軸、軸支架、螺旋槳、舵;可能還包括改善航向穩(wěn)定性的裝置,如呆木;改善船體的橫搖運(yùn)動(dòng)的減搖裝置,如舭龍骨、減搖鰭;改善船體的縱搖運(yùn)動(dòng)的減搖裝置如壓浪板、首鰭;改善流場(chǎng)狀態(tài)及結(jié)構(gòu)等多重因素的軸包套、尾鰭等;以及一些節(jié)能裝置的附體,如轂帽鰭,整流隔板等。另外,還有專(zhuān)為特定用途而在船體表面開(kāi)孔或船體表面凸出體所引起的阻力,如側(cè)推孔、聲吶圍井、導(dǎo)流槽或?qū)Я髡帧⒙晠妊b置等。

船舶附體對(duì)艦船的快速性能有不可忽視的影響,隨著船舶建造技術(shù)的發(fā)展,船舶附體的種類(lèi)也愈加豐富。所以,在設(shè)計(jì)附體時(shí)不但要充分發(fā)揮附體本身的功能,另外也不得不考慮盡可能降低其阻力。

多槳船的附體數(shù)量較多且附體阻力占總阻力百分比較大。螺旋槳數(shù)量的增加會(huì)導(dǎo)致軸、軸包套、軸支架、舵等附體數(shù)量增加,這對(duì)其快速性能有很大影響。若將每個(gè)螺旋槳所對(duì)應(yīng)的軸、軸包套、軸支架、舵等附體看成一組推進(jìn)裝置,則各組推進(jìn)裝置之間的橫向間距會(huì)隨螺旋槳數(shù)目的增加而減小,附體與附體之間流場(chǎng)的相互干涉會(huì)更加明顯,船體與附體之間的相互影響亦會(huì)更加復(fù)雜。因此,尋求恰當(dāng)便捷的方法估算多槳船附體阻力十分重要。

圖1 船舶附體示意圖

多槳船(雙槳以上)在船舶總量中所占比例較小,以往國(guó)內(nèi)外關(guān)于多槳船附體阻力估算的詳細(xì)研究資料很少公開(kāi),這給多槳船附體阻力的估算帶來(lái)了困難。因此,需要借鑒單槳及雙槳船的估算方法來(lái)研究多槳船附體阻力。目前,確定船舶附體阻力的方法通常分為依經(jīng)驗(yàn)公式估算的方法、船模試驗(yàn)估算的方法和CFD數(shù)值計(jì)算的方法。本文分別闡述經(jīng)驗(yàn)公式法、船模試驗(yàn)估算法及CFD數(shù)值計(jì)算法的基本情況,并討論其對(duì)于多槳船附體阻力估算時(shí)的優(yōu)點(diǎn)及不足。

20世紀(jì)70年代,日本人大隅三彥對(duì)于高速快艇的推進(jìn)性能作過(guò)一些研究,其中涉及到了多槳船附體阻力估算方法。他認(rèn)為高速艇由舵、尾軸支架、海水吸口等附加物造成的水阻力與裸船體阻力之比值隨速度增加而逐漸變小,每軸約5%～10%,若附體阻力按照平均每軸7%計(jì),附加阻力系數(shù)k=0.07×軸數(shù)。

陳良權(quán)等[5]以模型試驗(yàn)的方法為主,分別用通常的傅汝德?lián)Q算方法、考慮尺度效應(yīng)的傅汝德?lián)Q算方法(β法)、三因次法(1+k法)、附體阻力系數(shù)法(△C法)、附體百分比計(jì)算方法,對(duì)雙槳船的附體阻力換算方法進(jìn)行比較,得出了關(guān)于雙槳船附體阻力估算的一些結(jié)論:誤差隨Fn的增大而相對(duì)減小,附體阻力占總阻力的比重隨Fn增加而減小,隨吃水增大而減少;1+k法與β法較接近,△C法與傅汝德法較接近,附體百分比法居中。Fn＞0.4后傅汝德法較好,低速時(shí)1+k法較好。

鑒于小船模的附體阻力試驗(yàn)及其計(jì)算結(jié)果的誤差相對(duì)較大,以及小船模附體存在較大的尺度效應(yīng)影響等因素,李定尊建議制作大船模進(jìn)行阻力試驗(yàn),還提出了對(duì)于船模試驗(yàn)的其他一些要求[6],如流線(xiàn)試驗(yàn)是設(shè)計(jì)、安裝附體的重要依據(jù);同一船體不同附體方案進(jìn)行阻力性能比較時(shí),以同船長(zhǎng)、同吃水為宜;船模試驗(yàn)時(shí)的排水量應(yīng)包括實(shí)船上為非水密而在船模上為水密的那一部分(如長(zhǎng)軸包套),以免船模阻力試驗(yàn)時(shí)因不能模擬實(shí)船非水密而造成試驗(yàn)時(shí)阻力偏低;做“分解”附體阻力試驗(yàn)時(shí),要注意各附體裝和拆的順序,防止附體設(shè)計(jì)、加工、安裝的不對(duì)稱(chēng)造成船模航態(tài)橫傾?？紤]尺度效應(yīng)的傅汝德?lián)Q算方法(β法),陳紀(jì)平等[8]采用多條船模試驗(yàn)與實(shí)船試航結(jié)果比較得出β系數(shù)平均值可作為參考指標(biāo),他們還就1+k法中形狀因子的取法提出了新的觀點(diǎn),并提出了船?！獙?shí)船相關(guān)分析的方法。

針對(duì)CFD數(shù)值計(jì)算方法,楊卓懿對(duì)于多附體船舶阻力進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[12]中分別計(jì)算了考慮主附體之間干擾情況下的阻力,鑒于計(jì)算機(jī)的性能,未直接進(jìn)行全附體模型的計(jì)算。而是將船體總阻力分解為主船體摩擦力(平板公式計(jì)算)、各簡(jiǎn)化附體阻力(結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算)和附體干擾下的主體興波阻力三部分來(lái)計(jì)算。研究附體對(duì)主流場(chǎng)的影響時(shí),將附體考慮成一個(gè)與主體船同速運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立部分,利用細(xì)長(zhǎng)船理論,分別求得附體的Kochin函數(shù),再與主體船的Kochin函數(shù)進(jìn)行線(xiàn)性迭加,得到一種在附體干擾下的主體船阻力的計(jì)算方法[12]。結(jié)果表明后一種考慮主附體之間干擾情況下計(jì)算出的總阻力更接近船模試驗(yàn)值,而未考慮主附體之間干擾的總阻力略低。

將現(xiàn)有的附體阻力估算方法歸納為以下三類(lèi)。

1 經(jīng)驗(yàn)公式法[2,3]

經(jīng)驗(yàn)公式法是一種結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論公式來(lái)確定附體阻力的方法[1]。用經(jīng)驗(yàn)公式法直接估算各附體阻力,總的阻力則將估算所得的各部分附體阻力迭加即可。

(1)舭龍骨

一般長(zhǎng)度約為船長(zhǎng)L的30%～50%,沿流線(xiàn)方向設(shè)置于船體舭部,其阻力大小可在計(jì)算主體摩擦阻力時(shí)在濕面積中加進(jìn)舭龍骨的濕面積一并計(jì)算,或取為裸體阻力的1%～3%,或取舭龍骨所增加的總阻力,rbf是它的平板摩擦阻力)。

(2)舵

對(duì)于不同尾型、舵型及舵的安裝位置,所產(chǎn)生的附加阻力不同。流線(xiàn)型舵的阻力可取本身摩擦阻力的1.5倍。計(jì)算舵的摩擦阻力亦可按相當(dāng)平板計(jì)算,其雷諾數(shù)特征長(zhǎng)度用本身弦長(zhǎng),來(lái)流速度應(yīng)對(duì)船體伴流及螺旋槳尾流加以修正。單槳船舵的阻力一般占裸船體阻力的1%～2%;雙槳船的雙邊舵的阻力一般占裸船體阻力的3～5%。但由于舵處于螺旋槳的尾流中,對(duì)尾流有整流作用,可以提高推進(jìn)效率;有的舵(如雙槳船的中舵、駁船的舵等)相當(dāng)于增加有效船長(zhǎng),對(duì)減小船體粘壓阻力有利。因此,若舵的有利影響可抵消本身的阻力,則舵的阻力可忽略不計(jì)。

(3)塢座龍骨

其阻力可取作自身摩擦阻力的4倍。

(4)軸包套

通常在多槳船上設(shè)置,沿流線(xiàn)方向布置,使之不產(chǎn)生渦流。設(shè)計(jì)好的軸包套產(chǎn)生的粘壓阻力極小。軸包套的阻力一般為裸體阻力的2%～12%。

表1 軸包套占裸船體百分比

(5)軸支架和軸

軸支架主要受到的是粘壓阻力,因此,剖面應(yīng)采用流線(xiàn)型,弦長(zhǎng)方向應(yīng)沿流線(xiàn)布置。軸支架的總阻力可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

式中 k——系數(shù),當(dāng)軸支架剖面最大厚度為1/3弦

長(zhǎng)時(shí),k=6.416;當(dāng)軸支架剖面最大厚度為

1/5弦長(zhǎng)時(shí),k=2.139;

S——軸支架的濕表面積(m2);

v——軸支架與水流的相對(duì)速度(m/s)。b.軸支架經(jīng)驗(yàn)公式2

式中 b——螺旋槳槳軸中心線(xiàn)到中線(xiàn)面的距離(m);

v——船速(m/s)。

此式僅適用于支臂總長(zhǎng)為3b、平均厚度為0.054b的情況,其他尺度情況可按正比換算得到。

式中 l——尾軸在船外的長(zhǎng)度(m);

d——尾軸直徑(m);

v——船速(m/s);

θ——水流方向與尾軸向的夾角(°)。一般尾軸前端θ值對(duì)于豐滿(mǎn)船約為20°,對(duì)瘦削船約為10°;其后端約為2°。應(yīng)分段確定夾角的大小,但實(shí)際情況該夾角是很難確定的。

(6)螺旋槳軸制動(dòng)產(chǎn)生的阻力可按下式估算:

式中 P/D——螺旋槳的螺距比;

AE——螺旋槳的伸張面積(m2);

vA——螺旋槳的進(jìn)速(m/s)。

(7)25thITTC推薦用局部雷諾數(shù)及形狀因子的方法,對(duì)每個(gè)附體阻力的阻力系數(shù)進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算:

式中 n——附體的件數(shù);

wi——第i個(gè)附體對(duì)應(yīng)的伴流分?jǐn)?shù);ki——第i個(gè)附體所對(duì)應(yīng)的形狀因子;

CFsi——第i個(gè)附體所對(duì)應(yīng)的摩擦阻力系數(shù);

Si——第i個(gè)附體所對(duì)應(yīng)的濕表面積;

SS——船體的濕表面積。

wi是模型試驗(yàn)得到,ki可以按(Hoerner(1965)或Kirkman和Klostsli(1980))的公式計(jì)算。

(8)根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),將幾種附體結(jié)合考慮的粗略估算公式,如前面提到的大隅三彥使用的對(duì)于多槳高速艇的附體阻力估算方法。

假設(shè)附體有效功率系數(shù)為

則帶有附體的總有效功率為

式中 PeA——安裝全部附體后的有效功率;

Peb——裸船體的有效功率。

(9)利用大量的母型船的附體阻力統(tǒng)計(jì)資料估算目標(biāo)船附體阻力的方法。

一般地,對(duì)于數(shù)量較少且設(shè)計(jì)合理的附體來(lái)說(shuō),附體阻力可能低于主船體總阻力的10%,而數(shù)量較多或設(shè)計(jì)不合理的附體來(lái)說(shuō),附體阻力可能超過(guò)主船體總阻力的25%。

表2 附體阻力占裸船體阻力百分比

對(duì)于一些附體數(shù)量較少、常規(guī)結(jié)構(gòu)附體的船來(lái)說(shuō),依靠經(jīng)驗(yàn)公式方法能夠較快速地將其附體阻力估算出來(lái),以預(yù)報(bào)實(shí)船附體阻力。該方法比較適合于初步設(shè)計(jì)時(shí)粗略估算附體阻力,因?yàn)椴⑽纯紤]到附體與附體、附體與主船體之間的相互干擾,尤其對(duì)于多槳船來(lái)說(shuō),其附體數(shù)量較多、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的特點(diǎn)使得這種依經(jīng)驗(yàn)公式估算得到的附體阻力累加的方法不甚合理。在采用相當(dāng)平板公式計(jì)算附體表面的摩擦阻力時(shí),對(duì)于雷諾數(shù)的特征長(zhǎng)度的認(rèn)定方法仍有存疑;又如軸的計(jì)算公式中的θ和v實(shí)際上都是難以準(zhǔn)確測(cè)定的。另外,現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式估算公式覆蓋面有限,僅能對(duì)一些常規(guī)的附體情況給予粗略計(jì)算。隨著造船技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)遇到某些新形式或特殊外形附體時(shí),經(jīng)驗(yàn)公式估算方法可能無(wú)法進(jìn)行。此時(shí),需依靠船模試驗(yàn)估算方法或CFD數(shù)值計(jì)算的方法來(lái)解決。

經(jīng)驗(yàn)公式法是依照既往經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)資料總結(jié)而來(lái)。對(duì)于常規(guī)形式附體阻力的估算還可以借助大量試驗(yàn)資料建立數(shù)據(jù)庫(kù)的方法。對(duì)船型及附體類(lèi)型的試驗(yàn)資料進(jìn)行分類(lèi),以便能夠快速得到目標(biāo)船附體阻力的大致量。對(duì)于多附體船型附體之間的相互影響可嘗試根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)資料歸納不同類(lèi)型附體間的影響系數(shù)公式,以便得到相對(duì)合理的附體阻力。解決這些新的問(wèn)題需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的資料積累,相對(duì)于船模試驗(yàn)法和CFD數(shù)值計(jì)算法有一定局限性。

2 船模試驗(yàn)估算法

船模試驗(yàn)估算方法一般是借助船模試驗(yàn)得到的裸船體的阻力試驗(yàn)和帶有附體的船模試驗(yàn)來(lái)估算出實(shí)船附體阻力的方法。

2.1 通常的傅汝德?lián)Q算方法

帶附體的船模阻力試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用傅汝德阻力換算方法直接計(jì)算得到帶全附體實(shí)船阻力

用該方法換算沒(méi)有考慮到附體模型尺寸較小所引起的尺度效應(yīng)影響,故計(jì)算的實(shí)船附體阻力結(jié)果一般偏高。

2.2 考慮尺度效應(yīng)的傅汝德?lián)Q算方法(β法)

通常稱(chēng)英國(guó)法或附體尺度效應(yīng)修正β方法(簡(jiǎn)稱(chēng)β法)。β法中認(rèn)為帶附體的模型阻力與不帶附體的模型阻力之差ΔRm可以用縮尺比λ的三次方的關(guān)系換算到實(shí)船的附體阻力ΔRs。若再考慮水密度的影響則有

式中:β附體尺度效應(yīng)修正系數(shù),0.6～1.0。具體取決于各個(gè)拖曳水池的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)[8]。中對(duì)于與實(shí)船試航結(jié)果最符合的內(nèi)插β值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(βopt=0.707～0.960),平均值為0.844,一個(gè)典型值0.75被推薦用于常規(guī)雙槳船型文獻(xiàn)。這個(gè)方法經(jīng)證實(shí)在許多情況下很起作用,但是尺度效應(yīng)修正因子原則上應(yīng)取決于模型和實(shí)船的雷諾數(shù);進(jìn)行帶附體的船模試驗(yàn)時(shí),由于模型的雷諾數(shù)相對(duì)較低,在附體上容易產(chǎn)生不受控制的難預(yù)測(cè)的層流和分離;某一附體的阻力及其尺度效應(yīng)受到一系列復(fù)雜因素的影響,不可能用一個(gè)簡(jiǎn)單的β便將它們準(zhǔn)確表達(dá)[4]。

2.3 三因次法(1+k法)

在帶附體的船模阻力試驗(yàn)換算中采用1+k方法。

形狀因子1+k由低速試驗(yàn)法、普羅哈斯卡方法、15thITTC推薦法或幾何相似船模組試驗(yàn)法來(lái)確定,關(guān)于ΔCF求解方法可見(jiàn)文獻(xiàn)[7]。

因?yàn)?+k方法將受Fn影響較小的粘壓阻力從剩余阻力中分離出來(lái),所以相對(duì)于二因次法更加合理。對(duì)帶有軸支架,軸包套的雙槳船用幾何相似船模組試驗(yàn)法確定形狀因子1+k,可使尺度效應(yīng)的影響大大降低,但這樣作的工作量過(guò)于繁重[9,10]。而應(yīng)用低速試驗(yàn)法、普羅哈斯卡方法、15thITTC推薦法較難正確求取形狀因子1+k,會(huì)導(dǎo)致?lián)Q算結(jié)果不穩(wěn)定。

2.4 附體阻力系數(shù)法(ΔC法)

由于附體一般都位于自由面以下且離開(kāi)自由面有一定距離,故可假定附體不興波,認(rèn)為附體阻力與傅汝德數(shù)無(wú)關(guān);當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一臨界值后,流動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)淚,流動(dòng)由層流流動(dòng)轉(zhuǎn)為湍流流動(dòng),此時(shí)附體阻力系數(shù)ΔC為一常數(shù),而與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)。實(shí)船的雷諾數(shù)較大,認(rèn)為實(shí)船附體的雷諾數(shù)已經(jīng)足夠大,達(dá)到臨界值,實(shí)船附體阻力系數(shù)為常數(shù),那么,模型試驗(yàn)得到的ΔC就可以作為實(shí)船附體阻力系數(shù)。

式中 RmA、Rm、ρm需修正到相同水溫。

在船模附體阻力試驗(yàn),附體實(shí)際上還是存在一定興波影響,所以ΔC并不是一個(gè)常數(shù)[5,6]。

2.5 附體百分比計(jì)算法

附體百分比法計(jì)算相對(duì)比較簡(jiǎn)便,在船舶的初步設(shè)計(jì)階段通常采用這一方法。該方法是由模型試驗(yàn)、同類(lèi)型船試驗(yàn)結(jié)果、統(tǒng)計(jì)資料或經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)目標(biāo)船附體阻力進(jìn)行預(yù)報(bào)的方法[8]。模型試驗(yàn)中附體阻力所占裸船體阻力百分比即為實(shí)船附體阻力所占裸船體阻力百分比:

一般來(lái)說(shuō)模型試驗(yàn)估算法方法相對(duì)成熟、應(yīng)用廣泛,適用于預(yù)估大多數(shù)形式附體的附體阻力。各單位通常有其常用的換算方法。對(duì)于單槳船型,模型試驗(yàn)估算法已經(jīng)被廣泛采用,并能夠用得到比較理想的結(jié)果。鑒于多槳船附體多、附體阻力占總阻力的比重大,各種模型試驗(yàn)估算法是否還能夠得到合理的附體阻力值得探討。

此外,模型試驗(yàn)換算方法會(huì)因各水池的試驗(yàn)條件不同,估算結(jié)果也有所差異。在試驗(yàn)條件允許的情況下,應(yīng)盡量制作較大的模型進(jìn)行試驗(yàn),以減小其尺度效應(yīng)帶來(lái)的影響。再者,船模加工的精度、試驗(yàn)儀器性能等因素也影響著附體阻力預(yù)報(bào)結(jié)果的精度。

3 CFD數(shù)值計(jì)算法

CFD數(shù)值計(jì)算法一般是借助流體力學(xué)專(zhuān)業(yè)軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算對(duì)船舶附體阻力進(jìn)行預(yù)報(bào)的方法。這種方法最大的好處之一就是考慮到了附體與主船體間,附體與附體間及粘性阻力與興波阻力間的耦合影響,并描繪出流場(chǎng)內(nèi)的流動(dòng)細(xì)節(jié)和壓力分布情況。

隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的提升,目前通常的做法是將帶附體的船型直接劃分網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。原則上來(lái)說(shuō)在實(shí)尺度條件下,應(yīng)用計(jì)算軟件分別對(duì)裸船體和全附體船分別進(jìn)行計(jì)算,其差值即為實(shí)船的附體阻力,并且避免了附體的尺度效應(yīng)問(wèn)題。然而,實(shí)尺度船型的網(wǎng)格數(shù)過(guò)于龐大,又鑒于軟件及硬件的計(jì)算能力的限制,大多數(shù)情況下對(duì)實(shí)尺度船型進(jìn)行計(jì)算并不可行。因此,在實(shí)際計(jì)算中常以一定的縮尺比的幾何相似模型為對(duì)象進(jìn)行計(jì)算,以便提高計(jì)算的效率。將計(jì)算得到的裸船體阻力及全附體總阻力再結(jié)合模型試驗(yàn)估算法中的各種換算方法進(jìn)行換算,最終得到實(shí)船的附體阻力。其實(shí),這種CFD數(shù)值計(jì)算方法中所需的建模及計(jì)算過(guò)程就相當(dāng)于模型試驗(yàn)估算法中制作模型及水池試驗(yàn)的過(guò)程,而由于存在縮尺比,尺度效應(yīng)是不可避免的。但CFD數(shù)值計(jì)算法建模速度快、成本低,是模型試驗(yàn)法所不及的優(yōu)點(diǎn)。

與前兩法相比,CFD數(shù)值計(jì)算法是一種新興的方法,尚處于發(fā)展完善階段,其計(jì)算結(jié)果的可靠性還有待進(jìn)一步論證。隨著軟件及硬件的計(jì)算能力提升,實(shí)尺度的計(jì)算及尺度效應(yīng)估算將成為可能,當(dāng)積累相當(dāng)豐富經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)資料后,CFD數(shù)值計(jì)算法將會(huì)成為附體阻力預(yù)估一種十分有效的方法。

4 結(jié) 語(yǔ)

三種計(jì)算方法的特點(diǎn)歸納如下:

(1)經(jīng)驗(yàn)公式法可以較快地預(yù)報(bào)出多槳船附體阻力,比較適合于初步設(shè)計(jì)時(shí)使用。但實(shí)際計(jì)算時(shí),部分參數(shù)選取有困難,對(duì)新形式附體阻力預(yù)報(bào)有局限性,對(duì)于多附體的多槳船難以考慮到附體與主體之間的相互影響,因此,預(yù)報(bào)結(jié)果可能誤差偏大;

(2)船模試驗(yàn)估算法方法相對(duì)成熟、適用情況廣泛。雖然換算方法眾多,但是多數(shù)換算方法還都難以避免尺度效應(yīng)的影響。對(duì)于多槳船附體阻力換算沒(méi)有一致的附體阻力換算方法,須對(duì)各種換算方法進(jìn)行進(jìn)一步的比較評(píng)估;

(3)CFD數(shù)值計(jì)算法模型精準(zhǔn),且考慮到了附體與主船體間、附體與附體間及粘性阻力與興波阻力間的耦合影響及流動(dòng)細(xì)節(jié)情況,但其相對(duì)于經(jīng)驗(yàn)公式法和模型試驗(yàn)法還不夠成熟,提高其計(jì)算結(jié)果的可靠性有待進(jìn)一步研究。

由此可見(jiàn),三種估算方法各有其優(yōu)點(diǎn)及不足,應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求選擇適合的方法。初步設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式法粗略估算,可以節(jié)約大量時(shí)間;在附體方案選型時(shí)可以用CFD數(shù)值計(jì)算法進(jìn)行比較選優(yōu),再將選定方案進(jìn)行模型試驗(yàn)和附體阻力預(yù)報(bào);在實(shí)船試驗(yàn)后,將得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,對(duì)模型試驗(yàn)換算方法進(jìn)行改進(jìn)。相信隨著CFD數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,尺度效應(yīng)問(wèn)題將會(huì)得到更好的解決。

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Forecast on appendage resistance for multi-screw ship

Feng Yi

multi-screw ship;multi-appendage;appendage resistance;forecast methods

The forecast on appendage resistance for multi-screw ship,an indispensable type of warship,is the base for rapidity forecast.This paper summarizes the current appendage resistance forecast methods,and introduces the principles of estimation methods by experimental for mu la and model test,and CFD numerical algorithm.It also discusses the feasibility of current method for multi-screw appendage resistance forecast.

U 661.31+1

A

1001-9855(2010)02-0015-06

2009-12-20

馮 毅(1982.04-),男,漢族,黑龍江人,助理工程師,主要從事船舶水動(dòng)力性能研究。