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V型剖面横剖面形状对耐波性的影响

2022/07/15168 作者:佚名
导读:深V型船的横剖面按折角线分可以有单折角线和双折角线两种基本形式,按底部的线型又可分为:深凸V型、深V型和深凹V型三种形式,如图2中(a)所示。尾部采用方尾,尾板的水下面积与舯剖面的水下面积之比AT/AM称为尾端收缩系数,尾板下端离开基线的距离称为尾板的升高 ,见图2中(c)和图2中(d)。横剖面斜角用 表示,见图2中(b)。 船舶纵摇时,船首向下运动的初期虽然深凸V型横剖面具有较大的阻尼,但这时的

图2 深V型船的横剖面按折角线分可以有单折角线和双折角线两种基本形式,按底部的线型又可分为:深凸V型、深V型和深凹V型三种形式,如图2中(a)所示。尾部采用方尾,尾板的水下面积与舯剖面的水下面积之比AT/AM称为尾端收缩系数,尾板下端离开基线的距离称为尾板的升高

,见图2中(c)和图2中(d)。横剖面斜角用
表示,见图2中(b)。

船舶纵摇时,船首向下运动的初期虽然深凸V型横剖面具有较大的阻尼,但这时的向下速度并不很大,因此艇首不会产生大的垂向加速度;在艇首继续下降时虽然下降速度增大,但深凸V型剖面的入水阻力增加缓慢,因此在艇首下降运动的整个过程中艇体受到几乎是不变的向上作用力,向上加速度不会达到很大的峰值。对于深凹V型横剖面的情况则不同,在艇首下降运动的过程中,向下速度和入水阻力可能会同时达到最大,特别是在舭部附近的入水阻力将急剧增大。因此深凹V型船的冲击加速度要比深凸V型或常规尖舭型艇略大,通常很少采用。

图3 日内瓦水动力研究机构(HRS)对1000t左右、船长相近的深V和圆舭两种船型的砰击概率作了理论计算,如图3所示。计算结果与迎浪状态下的船模耐波性试验结果相一致,深V型船的砰击概率要比与它相当的圆舭型船低得多,这主要是因为深V型船的吃水较深,尖舭的折角线无论是对横摇运动还是对纵摇运动都有更大的阻尼作用,因此在同等情况下横摇幅度和纵摇幅度均比一般圆舭型船要小。同时,由于横向斜升角越大,吃水较深,对减小纵摇运动幅度有利。深V型船的后体均保持有较大的底部横向斜升角,这使得其纵摇轴更接近于艇的重心纵向位置。因此纵摇固有周期应当比常规的圆舭型艇要短,在风浪中更容易引起谐振。但由于纵摇轴移到舯部,则不仅转动惯性半径减小而且转动力矩减小。可以认为这是深V型船首部冲击加速度明显减小的主要原因。

图4 由规则波和模拟不规则波中的船模试验结果也证明,深V型船与常规圆舭型船相比,其纵摇性能和垂荡性能都要好些,首部和尾部的垂向加速度相应地也较小,随着航速和海况的提高,深V型船的纵向运动性能与圆舭型船相比的优势会更加显著。静水横摇自由衰减试验与规则波中的横摇试验结果显示,当安装有相类似的附体时,深V型船在不同航速时的横摇阻尼明显地大于圆舭型船,图4给出了在同吨位、同样环境条件下的优秀圆舭型船和两种不同横向斜升角的深V型船的横摇运动性能比较。 2100433B

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