1、国内外技术水平现状及发展趋向
船舶快速性是船舶流体力学学科中最老的一个分支。在实验研究方面,宏观的测试技术已经比较成熟,加上科研人员的经验,其结果已能较好地解决大多数实际工程问题。趋势是向微观测试技术发展和细化性能指标的测试;在理论研究方面,虽有较长历史,并也获得了许多有效方法,但由于船型几何的复杂性和湍流计算的困难,大多数方法存在较大局限性;兴波和粘性阻力,流场特征和船体与螺旋桨的干扰计算等基础性的研究也未能达到真正实用的水平。发展趋向是在巨型计算机上直接求解真实流体的基本方程,以提高解的精度和真实性,但迄今尚未看到肯定的希望;在经验研究方面,由于积累的数据相对于其它性能还比较多,再加上复杂的统计方法能在计算机上运行,故实用方法越来越多且也越来越精细。今后的努力方向主要是数据库技术及其应用,很明显,积累的数据越多,数据管理越科学,其结果就越实用,越精细,这条道路是解决实际工程问题的捷径。
2.国内外近期科研成果
在船舶快速性的实验研究方面,近期的努力侧重于流态显示和流场测量等微观测量技术,在国外取得了明显的成果。激光测量技术和计算机技术的联合应用,不仅获得了船体周围以及船体与附体交接部等复杂流动区域的流动图案,而且从定性观测开始向定量分析过渡。低雷诺数下的显示技术成果倍出,旋涡、二次流等复杂流动现象已能清晰展示,但最实用的高雷诺流动的显示尚未找到任何方法,仍只能借助于细微流场的测量和分析进行研究。热线、热膜流速仪和激光测速仪是近代流场测量的基本手段。湍流平均速度、脉动、雷诺应力等测量成果甚多,为理论计算提供依据和校核标准,但在物理模型的改造方面,特别是对近壁流动和角隅流动等的湍流模式的建立,未见突出成果。国内畦微观测量方面的研究仅处于起步阶段,建立了突出体、孔穴等非常规性的测力手段,使舰船快速性试验更加细化。
在理论研究方面,国外近期的工作侧重于流场计算,通过巨型计算机求解粘性流动的雷诺方程,研究复杂、耗资甚大,但进展不快,其成果的实用性与相对简单的边界层理论相比并未取得明显的改善。在三元船体尾部流场、船体与附体或船体与螺旋桨的干扰流场仪及考虑自由液面影响的粘性流动计算等方面都取得了成果,或者说是得到了一些定性的结果,但因物理模型方面的进展远不如数学方法,大多数结果的普遍适用性差,还未达到实用的程序,即使是经典的兴波阻力和粘性阻力研究,近期也未取得明显的成果,国内这方面的理论研究属跟踪阶段。