局部氣墊雙體船航行阻力預(yù)報(bào)方法與阻力特性研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、局部氣墊雙體船(PACSCAT)是一種以寬片體雙體船為基礎(chǔ),輔以局部氣墊作為支撐的新概念復(fù)合船型,以其吃水淺、航速高、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)在軍事和民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。局部氣墊雙體船具有獨(dú)特的墊升系統(tǒng)與其氣封系統(tǒng),水動(dòng)力性能較其它船型有很大的不同,存在種類(lèi)繁多、關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜的阻力成分,相應(yīng)的阻力特性會(huì)隨航速發(fā)生較大的變化。為了獲得阻力性能優(yōu)良的船型,有必要探討分析各阻力成分的變化規(guī)律,以及相互間的影響。
  局部氣墊雙體船船型新穎

2、,與側(cè)壁式氣墊船在片體結(jié)構(gòu)、氣墊排水比重等方面存在較大差異,現(xiàn)有的理論方法不能完全適用于該船型的阻力性能預(yù)報(bào)。為此,本文采用試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法,研究了該船型的阻力預(yù)報(bào)方法,探究了阻力特性,為船型研發(fā)和分析提供參考。
  1、局部氣墊雙體船船型新穎,可供參考的資料較少,通過(guò)對(duì)船型特點(diǎn)的分析確定了從工作原理相似的側(cè)壁式氣墊船入手。首先從試驗(yàn)、理論及數(shù)值三方面回顧了國(guó)內(nèi)外關(guān)于側(cè)壁式氣墊船船型阻力成分、阻力預(yù)報(bào)方法的研究進(jìn)展,分析

3、了現(xiàn)有興波阻力和氣封阻力預(yù)報(bào)方法對(duì)于局部氣墊雙體船阻力預(yù)報(bào)存在的不足和難點(diǎn),提出了本文擬采用的研究方法;
  2、根據(jù)具體條件建立了局部氣墊雙體船阻力試驗(yàn)方法。針對(duì)局部氣墊雙體船阻力試驗(yàn)系統(tǒng)復(fù)雜、圍裙系統(tǒng)敏感度高等特點(diǎn)設(shè)計(jì)了船模與氣封系統(tǒng)以及墊升系統(tǒng),提出了完整的試驗(yàn)方案和設(shè)備操作流程,通過(guò)重復(fù)性試驗(yàn)驗(yàn)證了試驗(yàn)方法的可行性和可靠性。利用該試驗(yàn)方法研究了局部氣墊雙體船阻力特性,總結(jié)了阻力、縱傾、升沉、泄流等隨航速的變化規(guī)律。并在此基

4、礎(chǔ)上,從總阻力角度分析了墊升流量對(duì)局部氣墊雙體船阻力性能的影響;
  3、基于Neumann-Michell理論,通過(guò)數(shù)學(xué)變換消除現(xiàn)有側(cè)壁式氣墊船興波阻力計(jì)算方法中的水線(xiàn)積分,避免了水線(xiàn)積分和物面積分兩者相減造成的誤差。利用多項(xiàng)式擬合法對(duì)格林函數(shù)局部項(xiàng)進(jìn)行了數(shù)值求解,提出了可用于研究局部氣墊雙體船和側(cè)壁式氣墊船近場(chǎng)興波波形的興波阻力計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上研究了波向角的積分范圍、寬體船型方尾修正和粘壓阻力等問(wèn)題,建立了氣墊分割壓力分布

5、模型,分析了格林函數(shù)局部項(xiàng)對(duì)近場(chǎng)興波的影響;
  4、以試驗(yàn)現(xiàn)象為基礎(chǔ),分別建立了首尾氣封阻力計(jì)算模型。在首氣封阻力計(jì)算模型中,假設(shè)首氣封僅有浸水部分發(fā)生了褶皺變形,其形狀利用三次曲線(xiàn)表示,根據(jù)氣封在水動(dòng)力和墊升力兩者間的受力平衡建立變形模型。在尾氣封阻力計(jì)算模型中,忽略了幅值較小的外囊縮進(jìn)變形,將尾氣封的雙囊圍裙繞連接點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)變形假設(shè)為具有剛度系數(shù)的彈簧片,基于鉸鏈氣封建立尾氣封阻力計(jì)算模型。在此基礎(chǔ)上,研究了浸深高度、航速和墊

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