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船舶几种浮态下阻力的数值计算方法
吴明;王骁;杨波;石爱国;杨宝璋
【期刊名称】《中国航海》
【年(卷),期】2009(032)003
【摘要】商船会因装载不同而吃水大幅增减,舰艇会因战损而出现严重纵横倾,如何在浮态急剧变化时估算船舶的快速性,是一项具有普遍意义的课题.为了解决上述问题,采用计算流体力学方法对某型船模进行了大量计及自由表面的不同浮态下的阻力数值计算,在深入分析船体浮态改变时影响船舶阻力诸因素的基础上,对数值计算结果进行了研究,推导出船舶吃水、纵倾和横倾变化时的阻力估算公式.据此进行的数值计算结果与水池试验结果对比,吻合良好,从而验证了提出的计算模式的可行性,为解决船舶任意浮态下的阻力计算问题提供了新的思路.
【总页数】5页(P41-45)
【作者】吴明;王骁;杨波;石爱国;杨宝璋
【作者单位】海军大连舰艇学院,辽宁,大连,116018;海军大连舰艇学院,辽宁,大连,116018;海军大连舰艇学院,辽宁,大连,116018;海军大连舰艇学院,辽宁,大
连,116018;海军大连舰艇学院,辽宁,大连,116018
【正文语种】中文
【中图分类】U675.91
【相关文献】
1.基于CFD的两栖车辆阻力和浮态数值模拟 [J], 徐国英;王俊;周景涛
2.多载况多浮态下船舶波浪增阻数值计算分析 [J], 许贺;李传庆;陈昌运;陈霞萍
3.计及浮态的双体船阻力数值预报 [J], 宁长青;宋才生;朱恒蕊;刘玉峰
4.基于CFD的斜航船舶浮态数值预报 [J], 邵江明;应业炬
5.船舶自由浮态阻力计算的改进算法 [J], 胡频
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船模阻力试验测量系统在适航水深试验研究中的应用张瑞波;庞启秀【摘要】利用适航水深技术首先要确定适航淤泥重度值，主要通过流变试验和船舶试验来确定。
在目前尚无实船试验条件的前提下，应用船模阻力试验测量系统测定船模阻力与淤泥重度的关系是一种较为直观的方法。
船模阻力试验测量系统由计算机控制船模以不同速度在试验泥样中航行，通过拉压力传感器及多功能数据采集卡采集阻力数据，船模阻力数据可以通过船模阻力换算公式换算为阻力值；系统配有泥样搅拌装置，可将泥样搅拌均匀。
通过参数标定，系统的速度控制误差及阻力测量误差均小于1%。
通过试验实例说明，船模阻力试验测量系统可以为合理确定适航重度提供可靠依据。
%The nautical weight⁃specific density must be determined in advance, mainly by rheological experi⁃ments and ship resistance experiments, to use nautical depth technology. It is a direct way to determine relationship between ship model resistance and mud weight⁃specific density using ship model resistance measurement system, as there is no condition for real ship tests at present. The ship model measurement system, in which the ship model velocity is controlled by a computer, acquires resistance data through a tension transducer and a PCI data acquisi⁃tion card. Then the resistance data can be converted to resistance through the conversion formula. The parameter calibration shows that the speed control error and the resistance measurement error are both not more than 1%. And the two experiments show that ship model measurement system works well in supplying reliable basis for determin⁃ing nautical weight⁃specific density properly.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P220-223)【关键词】船模阻力试验系统;适航水深;适航淤泥重度;转换公式;参数标定【作者】张瑞波;庞启秀【作者单位】交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津 300456【正文语种】中文【中图分类】U661.32我国有众多大中型的淤泥质海港，如天津港、连云港、上海港、宁波港、汕头港、广州港、深圳港和台山电厂煤港等，其中一些港口泥沙回淤严重，维护疏浚量大，给港口企业带来较大的经济压力，甚至某些港口在台风或寒潮作用下还会产生骤淤现象，给船舶的正常通航带来困难。
第1章阻力估算船体型线确定以后，计算船体在不同航速下所收到的阻力是预估船舶快速性的基础，本文采用系类实验图谱估算发和统计和回归资料估算法对船舶阻力进行估算，获得不同航行速度下的阻力并绘制有效马力曲线，为螺旋桨的设计提供理论依据。
1.1相关参数计算1.1.1排水体积计算运用CAD自带的面积测量功能，获取每条半宽水线与基线所围成的面积，则可得到每条水线所围成的面积表3- 1水线面面积数据采用梯形法计算排水体积。
由于0~1000wl，1000~10000wl、10000wl~10820wl的间距不相同，分三部分进行计算。
梯形法计算的表格如表4-2表3- 2梯形法计算排水体积在海水中的设计排水量 =36943t ∇海水密度31025.91(/)kg m ρ= 设计排水体积 /36009.9ρ∆=∇= 绝对误差-100%=0.217∆∆⨯∆设计计算设计误差主要来源：各水线面面积的计算误差采用梯形法计算的误差1.1.2 浮心纵向坐标计算运用CAD 自带的曲线面积测量工具，获取每站位上横剖线围成的横剖面积，由梯形法可计算排水体积以及浮心纵向坐标表3- 3梯形法计算和浮心纵向坐标在海水中设计排水量 =36943t∆ 海水密度31025.91(/)k g m ρ= 设计排水体积 /ρ∇=∆ 绝对误差-100%=0.642∇∇⨯∇设计计算设计浮心纵向坐标 0.07yozb M X ∑==-∇浮心纵向坐标距船中（L%）100%0.04bBPX L ⨯=- 1.1.3 湿表面积计算运用CAD 自带的曲线长度测量工具，获取每个站位上水线以下部分横剖面曲线所围成长度。
利用梯形法计算湿表面积。
具体计算见表3-4表3- 4梯形法计算湿表面积总和 677.795计算湿表面积 2=6377.795S m 计算 设计船湿表面积 2=6448S m 设计 绝对误差（100%）-S 100%=1.09S S 设计计算设计1.2 阻力估算船舶在水中航行所受的水阻力可分为船舶在静水中航行时的静水阻力和波浪中的汹涛阻力两部分。
第17卷 第3期 中 国 水 运 Vol.17 No.3 2017年 3月 China Water Transport March 2017收稿日期：2017-01-10作者简介：陈允才（1980-），男，连云港港30万吨级航道建设指挥部，工程师。
通信作者：温春鹏（（1987－），男，交通运输部天津水运工程科学研究所 港口水工建筑技术国家工程实验室 工程泥沙交通行业重点实验室，工程师。
连云港港区浮泥研究与应用分析陈允才1，温春鹏2，庞启秀2，张瑞波2（1.连云港港30万吨级航道建设指挥部，江苏 连云港 222000；2.交通运输部天津水运工程科学研究所 港口水工建筑技术国家工程实验室 工程泥沙交通行业重点实验室，天津 300456）摘 要：浮泥的存在给淤泥质港口的水深维护工作带来巨大的困难和经济压力，本文理论及现场实测资料分析论述了连云港港区浮泥的形成原因和分布情况，同时利用搜集到的船舶进港资料对适航资源的应用情况进行了简单的统计分析，以期为连云港港区适航水深的利用提供技术支撑。
关键词：淤泥质港口；浮泥；现场测量；适航资源中图分类号：U657.2 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）03-0151-03我国众多的淤泥质海港普遍存在着泥沙回淤严重、维护疏浚量大的问题，有些港口在台风或寒潮作用下还会产生骤淤碍航现象，使得船舶的无法正常航行。
研究结果发现，这些淤泥质港口的回淤物主要由粘性细颗粒泥沙组成，密实缓慢，淤泥重度由表向下逐渐增大，表层重度较小的淤泥具有类似于水的流动特性，对于航道维护和环境问题有着重要影响。
连云港港地处我国大陆东部沿海，长江三角洲北翼，山东丘陵与淮北平原结合部，是我国中西部地区最便捷、最经济的出海口，是国家规划的能源和原材料的重要口岸。
本次研究的连云港航道位于开敞海域、淤泥质浅滩，大风天波浪影响强。
在以往的观测中，航道内存在较为明显的淤积层，特别是在台风的影响下，会有较厚的浮泥层生成，这种回淤特性为连云港港区的适航水深应用提供了较大空间。
艇模水下阻力试验方法研究与数值验证艇模水下阻力试验方法研究与数值验证随着海洋经济和海洋旅游等相关行业的快速发展，船舶和艇模的水下阻力试验变得越来越重要。
艇模水下阻力试验是评估艇模水下性能的有效方法，能够为船舶和艇模的设计和改进提供基础数据。
本文将介绍艇模水下阻力试验的方法研究与数值验证。
一、艇模水下阻力试验方法研究艇模水下阻力试验是通过对艇模在水中运动产生的阻力进行测试和分析，研究船舶和艇模性能的试验方法。
具体的试验方法有以下几种：1. 直接测力法该方法基于牛顿第二定律（F=ma），通过在艇模上安装一个测力传感器，直接记录艇模受到的水下阻力。
这个方法最大的优点是测试结果的可靠性和准确性高，但需要先设计和安装一个合适的测力传感器。
2. 测试法该方法利用艇模在水中运动时所产生的流场进行测试，通过测量压力分布和流场参数，推导出水下阻力的大小。
这种方法的优点是可以获得压力分布和流场参数的具体数据，但是需要对测试设备和测试条件进行精确控制。
3. 数值模拟法该方法通过建立数学物理模型，对艇模在水中的运动和水下阻力进行数值模拟，得出预计的阻力值。
这个方法的优势是速度快，可重复性好，可以在缺乏物理试验条件的情况下用于艇模水下阻力分析。
二、数值验证艇模水下阻力试验的数值验证是为了验证使用数值模拟方法获得的结果与艇模实际试验数据的一致性。
这个过程需要确保模型设计和模拟过程的准确性，包括模型的几何形状、流场参数和基础流场假设等。
数值验证的过程包括以下几个步骤：1. 提供实测数据首先需要获得艇模水下阻力的实测数据，以便将数值模拟结果与实际数据进行比较。
实测数据可以从实验室或田间试验中得到。
2. 确定试验过程参数在数值模拟过程中，需要确定试验过程中的参数，例如流速、压力数据和艇模运行的姿态和速度等。
这些参数可以根据实际试验数据确定，也可以通过理论分析获得，以确保数值模拟的准确性和可重复性。
3. 进行数值模拟在数值模拟过程中，需要使用计算流体力学（CFD）软件进行数值模拟。
广州港南沙港区港池适航水深综合论证研究蔡南树;庞启秀;杨树森;韩西军【摘要】文章采用现场实测底质以及浮泥密度和高低频水深测量资料对比分析、港池回淤泥沙流变试验和船模阻力试验等方法,对广州港南沙港区一期、二期港池的泥沙特征、港区浮泥分布及适航水深重度值进行了论证研究,为指导南沙港区适航水深资源利用提供了具有实际工程应用价值的资料依据.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2009(030)004【总页数】4页(P253-256)【关键词】浮泥;适航重度;适航资源;广州港南沙港区【作者】蔡南树;庞启秀;杨树森;韩西军【作者单位】广州港集团有限公司,广州,510100;交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456;交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456;交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456【正文语种】中文【中图分类】U65广州港南沙港区位于蕉门口外鸡抱沙围垦区东侧，目前广州港南沙港区一期工程4个5万t级泊位、二期工程6个5万t级泊位均已建成投产。
南沙港区是在淤泥质浅滩上开发建设的港口，周围有虎门、蕉门、洪奇沥和横门等河流提供沙源，因此港池及航道开挖后细颗粒泥沙淤积不可避免，但这种泥沙淤积特性也为本港区适航水深的应用提供了可能［1］。
本文通过在港池内多次淤积泥沙现场取样，并进行了多种试验研究，包括颗分试验、水力特性试验、静水密实试验、流变试验和船模阻力试验等，同时还根据现场高低频水深测图资料，对本港区适航水深的淤泥重度值以及适航水深资源分布进行了科学的论证分析。
1.1 底质泥沙特征在伶仃洋海域，由于沉积物来源的不同，沉积物的组成也有所不同。
南沙港区一期港池附近，2004年11月～2005年1月工程后，底质泥沙主要以粘土质粉砂为主，粉砂占53.2％、粘土占37.9％，其中港池内底质泥沙中值粒径D50介于0.007 4～0.008 6mm，平均值约为0.007 6mm，与工程前相比（工程前中值粒径介于0.003～0.148 mm，平均值约为0.010mm），呈变细规律。
分类号学号M*********学校代码10487 密级硕士学位论文三体船阻力特性研究学位申请人：杨啸学科专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：王先洲讲师答辩日期：2013年2月1日A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringInvestigation on the ResistanceCharacteristics of TrimaranCandidate : Yang XiaoMajor : Design and Construction of NavalArchitecture and Ocean Structure Supervisor : Dr.Wang XianzhouHuazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P. R. ChinaFebruary, 2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在______年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要三体船作为一种高性能船舶受到越来越多的关注，人们对其展开了各个方面的研究来提高三体船的水动力性能。
淤泥质港口航道适航密度确定方法的改进
金镠;虞志英;何青;赵捷
【期刊名称】《水运工程》
【年(卷),期】2013(000)002
【摘要】根据浮泥层中船舶航行时船体边壁带动附近浮泥作剪切流动的物理过程与浮泥在缓坡上的重力流之间的相似性,提出以船体边壁附近浮泥层流态转换条件来定义适航密度,以避免现行方法的不确定性,并提出了相应的计算方法.计算表明,适航密度与航行速度和浮泥层厚度有关.在通常航速和0.5～1.5 m浮泥层厚度条件下连云港航道的适航密度约为1.25～ 1.35 g/cm3.
【总页数】5页(P91-94,106)
【作者】金镠;虞志英;何青;赵捷
【作者单位】交通部长江口航道管理局,上海200003;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海200062
【正文语种】中文
【中图分类】U611
【相关文献】
1.淤泥质港口适航水深技术研究与应用 [J], 庞启秀;杨树森;杨华;韩西军
2.淤泥质港口航道适航密度确定方法的改进 [J], 金缪;虞志英;何青;赵捷
3.国华台山电厂港口回淤状况及"适航水深"应用的探讨 [J], 侯震林
4.淤泥质港口航道适航密度确定方法的改进 [J], 裴昱
5.淤泥质海岸航道回淤预报研究综述 [J], 蔡鑫宇;孙林云;孙波;肖立敏;唐磊
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