基于系统设计的小水线面双体游艇造型研究(陈捷-)

机械化工科技风2019年10月DO#10.19392/k>1671-7341.201928133高性能小水线面双体船的船型设计及优化张旭杰杜友威!张栋楠青岛黄海学院智能制造学院山东青岛266427摘要：小水线面双体船具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小等优点，本文将针对小水线面双体船在波浪中的阻力性能特点进行分析，并根据片体支柱距离的变化设计出优化方案，利用MAXSURF仿真模拟验证设计方案，得到不同支柱间距t 时的兴波阻力系数变化规律,并分析其优化的合理性与实用性。

关键词:小水线面双体船；减阻优化;船型设计ShipDesign and Optimization of High Performance SWATHZhang Xujiz Du Youwei Zhang DongnanQingdao Huanghai University ShandongQingdao266427Abstract:Small waterplane catamaran has the advantages of high propulsion efficiency,good wave resistancc and low resistancc during high-speed navigation.This paper will analyze the resistancc performancc chaocteOstics of small waterplane catamaran in the wave,and ac-ccrding ta the distancc of the strut pilar.The change design is designed ta optimiee the design scheme by using MAXSURF simulation ta ob­tain the veriation law of the wave-making resistancc coefficient when the distancc between dOferent卩：100is t,and analyee the otionality and peacaicabiaiazooaheopaimieaaion.Key word：SWATH；deg reduction optimization；ship-form design小水线面双体船(small waterplane aree twin-hull ship,简称为SWATH)，又称半潜式双体船，是一种重要的高性能船型，具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小、操作灵活、生存性高等优点⑴⑵#过去人们想尽方法要制造一种具备良好的耐波性能使其满足在恶劣海况下行驶的条件，同时又不能够超出尺度使得建造运营维护成本超额的船舶。

从220吨到2560吨小水线面双体船研制的回顾与体会
葛纬桢
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2012(034)0z2
【摘要】从220 t到2560 t SWATH实船的研发经历,其中尤以我国最大的2 560 t综合科学考察船“实验1”号的设计过程、技术指标及其达标情况为例,阐述了在702所研发SWATH时所遵循的设计理念,采用的技术工具,研发设计的流程以及达到的先进水平.进而,通过8例工程实船概念设计的主尺度,技术参数与性能特点等说明这类船舶的应用场合与开发前景.
【总页数】12页(P35-46)
【作者】葛纬桢
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七○二研究所,江苏无锡214082
【正文语种】中文
【中图分类】U674.951
【相关文献】
1.1500吨小水线面双体船布墩、下水工艺研究 [J], 罗彬;兰志华;黄伊莎
2.首航公司将研制“220吨级氢氧发动机” [J],
3.我国首制千吨级小水线面双体船 [J],
4.220吨交流传动电动轮自卸车研制成功 [J], 宗平
5.科立华将新增年产1000吨噁草酮原药项目,总产能将达2200吨 [J],
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小水线面三体船初探班级20080112学号2008011229姓名陶伯政摘要进入21世纪以来，各种高性能船舶的研究越来越多，在小水线面三体船方面，主要集中在细长型小水线面三体船(高速小水线面三体船)及小水线面小水线面三体船上。

随着人们对船舶的稳性、耐波性等性能的要求越来越高，小水线面三体船作为一种高性能新船型，正在引起人们极大的关注。

由于其独特的船型、优良的性能及在主要技术性能方面的诸多优势，小水线面三体船必将在军用、民用市场有广阔的应用前景。

关键词：高速三体船小水线面三体船一、发展概况当代小水线面三体船的研究己有30多年的历程，直到上世纪90年代中期以后高速小水线面三体船(细长型)的研究才取得了较大发展.这期间国内外高速小水线面三体船(细长型)的研究主要集中在水动力理论、模型试验、船型优化以及概念设计等方面，也有少量关于结构强度方面的文献。

小水线面三体船其水下部分是由一个主船体和两个小侧体组成的，两个侧体一般对称地摆放在主船体的两侧，三个船体均为细长船体，通过连接桥将主体和两个侧体连接成一体。

图1.1 小水线面三体船中横剖面图1.2 小水线面三体船局部模型国内的小水线面三体船研究起步较晚，始于上世纪90年代末期。

国内在小水线面小水线面三体船方面的研究还较少，上海交通大学进行了一些初步的阻力研究和试验。

一批与哈尔滨工程大学为首的高校和科研院所主要通过模拟或是模型探索性研究小水线面三体船的耐波阻力，操纵性。

而在抗沉性、材料，前沿技术方面限于各种原因而研究较少。

下图1.3为我校设计制作的细长型高速小水线面三体船模型。

图1.3 高速小水线面三体船模型试验如图1.5 为瑞典QinetiQ公司和OTG公司设计的Tri/SWA TH模型图。

图1.4 Tri/SWA TH模型图到目前为止，世界范围内己经出现了多艘小水线面三体船型的实船。

2000年5月6日，英国海军一艘名为“海神”号(RVTriton)的三体试验舰建成并顺利下水，三体舰船第一次从纸上浮到海上。

GD 06-2005中 国 船 级 社CHINA CLASSIFICATION SOCIETY小水线面双体船指南Guidelines of SmallWaterplane Area Twin Hull Craft2005目录第1章通则第1节 一般规定第2节 检验第2章结构设计原则第1节 一般规定第3章设计载荷…第1节 一般规定第2节 总体载荷第3节 高速小水线面双体船局部载荷第4节 非高速小水线面双体船局部载荷第4章构件尺寸第1节 一般规定第2节 高速小水线面双体船构件尺寸第3节 非高速小水线面双体船构件尺寸第5章结构直接计算第1节 一般规定第2节 结构模型第3节 屈服强度校核第4节 屈曲强度校核第6章结构疲劳评估第1节 一般规定第7章轮机第1节 一般规定第 1 章 通 则第 1 节 一般规定1.1.1适用范围1.1.1.1 本指南适用于以下民用的小水线面双体船：（1）高速小水线面双体船——最大航速满足V≥3.7▽0.1667m/s；（2）非高速小水线面双体船——最大航速限定为V＜30kn，且在设计中不考虑船体产生的水动升力及其特性。

式中：V——船舶处于最大营运重量状态，以核定的最大持续推进功率，在静水中航行能达到的速度；▽——设计水线对应的排水体积，m3；1.1.1.2 对高速小水线面双体船，应按本指南中对高速小水线面双体船的有关规定。

1.1.1.3 对非高速小水线面双体船，应按本指南对非高速小水线面双体船的有关规定。

1.1.1.4 本指南条款中未特别说明者，均适用于高速小水线面双体船和非高速小水线面双体船。

1.1.1.5小水线面双体船的消防、救生、稳性防污染等法定要求还应符合船旗国主管机关的有关规定。

1.1.2等效与免除1.1.2.1 除另有规定外，对计算方法、评定标准、制造程序、材料、检验和试验方法等，凡能提供必需的试验、理论依据或使用经验，或有效公认的标准等，经CCS同意后，可等效于或替代本指南要求的内容。

小水线面双体船设计载荷研究
陈颖;岳亚霖;林吉如;韦朋余
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2012(016)001
【摘要】横向对开力是小水线面双体船的主要载荷.文章根据CCS(2005)、ABS(1999)规范及船模试验所得载荷值,对小水线面双体船横向对开力的估算公式进行重新回归,提出CCS(2005)修正公式；对规范中小水线面双体船强度校核时合理的载荷大小及相应的工况组合形式进行探讨,提出更为危险的60°/120°斜浪工况组合情况；并选取6种较为严重的典型工况进行全船有限元分析,得到各典型工况下船体结构的应力分布特点,为小水线面双体船的载荷估算及初步设计提供了理论依据.
【总页数】7页(P101-107)
【作者】陈颖;岳亚霖;林吉如;韦朋余
【作者单位】中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082
【正文语种】中文
【中图分类】U661.4
【相关文献】
1.小水线面双体船主要载荷,次要载荷的设计计算方法 [J], 周卫
2.小水线面双体船结构及优化设计研究 [J], 周少仙
3.小水线面双体船波浪设计载荷估算方法 [J], 林吉如;石理国;尤国红;钱家玉
4.小水线面双体船能效设计指数验证研究 [J], 唐乐;吴家鸣
5.小水线面双体船能效设计指数验证研究 [J], 唐乐; 吴家鸣
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小水线面双体船阻力预报研究
邹早建;罗青山;史一鸣
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2005(046)001
【摘要】小水线面双体船(SWATH)船型设计的关键技术之一是其水动力性能的预报,而其静水阻力预报是其水动力性能预报的重要内容.本文应用船舶计算流体动力学(CFD)技术并结合传统的阻力估算方法,开发了一个SWATH船型阻力数值预报集成软件系统.为了验证该系统的有效性,将其应用于一SWATH船型的总阻力和有效功率计算,并将计算结果和现有的船模试验结果进行了比较.结果表明,本文所开发的SWATH阻力预报系统可以很好地预报SWATH船型阻力随航速的变化规律以及阻力曲线峰、谷点的位置;在傅汝德数小于0.45的速度范围内,计算得到的总阻力和试验结果吻合良好.
【总页数】8页(P14-21)
【作者】邹早建;罗青山;史一鸣
【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海,200030;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海,200030;上海船舶研究设计院,上海,200032
【正文语种】中文
【中图分类】U661.311;U674.941
【相关文献】
1.小水线面双体船阻力及航态预报方法 [J], 龚家烨;李云波;常赫斌
2.小水线面双体船兴波阻力特性研究 [J], 刘军;易宏
3.基于DAWSON法小水线面双体船模型兴波阻力及浮态预报 [J], 范井峰;李云波
4.双支柱小水线面双体船阻力理论预报 [J], 谢伟;梁利云;陈材侃
5.小水线面双体船阻力及其数值模拟方法研究 [J], 陈建涛;刘枫琛;王桂云;李遵伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高速小水线面双体船船型研究
李水才;许晟;杨帅
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2012(034)0z2
【摘要】对小水线面双体船主体及支柱的设置进行比对分析;通过理论计算、模型试验从系列主要参数组合的船型方案中选择适合高速航行的船型;进行小水线面航行稳定性理论分析,计算小水线面失稳临界速度,针对高速阶段出现较大的孟克(Munk)力矩而引起的失稳问题,采用首尾鳍设置的方式来解决,并且通过优选得到阻力性能及改善稳定性能都较好稳定鳍配置方案.通过研究,解决了长度傅氏数Fn～0.8高速小水线面双体船所需解决的关键技术难题,研究成果可用于高速小水线面双体船设计及应用.
【总页数】5页(P78-82)
【作者】李水才;许晟;杨帅
【作者单位】中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064;中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064
【正文语种】中文
【中图分类】U674.951;U692.6
【相关文献】
1.小水线面双体船船型与阻力特性关系的研究 [J], 赖华威;刘月琴;吴家鸣
2.新型高速无人艇船型和水动力特性研究 [J], 魏成柱;李英辉;王健;易宏
3.小水线面双体船型线设计方法研究 [J], 程操红;林焰;纪卓尚;陆丛红
4.高速巡逻艇阻力预报及船型优化研究 [J], 张宝吉;周煜;
5.高原库区高速公路\r施工船舶辅助运输船型尺度研究 [J], 李慧赞
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高性能小水线面双体船的船型设计及优化作者：张旭杰杜友威张栋楠来源：《科技风》2019年第28期摘要：小水线面双体船具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小等优点，本文将针对小水线面双体船在波浪中的阻力性能特点进行分析，并根据片体支柱距离的变化设计出优化方案，利用MAXSURF仿真模拟验证设计方案，得到不同支柱间距t时的兴波阻力系数变化规律，并分析其优化的合理性与实用性。

关键词：小水线面双体船;减阻优化;船型设计ShipDesign and Optimization of High Performance SWATHZhang Xujie Du Youwei Zhang DongnanQingdao Huanghai University ShandongQingdao 266427Abstract：Small waterplane catamaran has the advantages of high propulsion efficiency，good wave resistance and low resistance during high-speed navigation.This paper will analyze the resistance performance characteristics of small waterplane catamaran in the wave，and according to the distance of the strut pillar.The change design is designed to optimize the design scheme by using MAXSURF simulation to obtain the variation law of the wave-making resistance coefficient when the distance between different pillars is t，and analyze the rationality and practicability of the optimization.Key words：SWATH;drag reduction optimization;ship-form design小水線面双体船（small waterplane area twin-hull ship，简称为SWATH），又称半潜式双体船，是一种重要的高性能船型，具有推进效率高、耐波性能好、高速航行时阻力小、操作灵活、生存性高等优点[1][2]。

小水线面双体船的运用与发展
蔡小阳
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2012(034)0z2
【摘要】详细概述小水线面双体船在实际运用中的优缺点;介绍国内首艘入级小水线面双体科考船的建造和使用情况.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】蔡小阳
【作者单位】中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301
【正文语种】中文
【中图分类】U674.951
【相关文献】
1.小水线面双体船的发展及在海军舰船领域中的应用前景 [J], 林伟国;朱云翔;范井峰;罗伯坤
2.小水线面双体船的船型特点、应用现状和发展趋势 [J], 任雅广
3.小水线面双体船发展与推广使用研讨会侧记 [J], 本刊编辑部
4.国外小水线面双体船发展状况及趋势 [J], 史文强;于宪钊
5.德国小水线面双体船的军民应用和飞跃发展 [J], 钟铠;张培元;郑明
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船舶峰，等：小水线面双体船抗冲击特性数值研究小水线面双体船抗冲击特性数值研究高峰1况販2(1.海军装备部北京100841; 2.海军驻上海沪东中华造船（集团）有限公司军代表室上海200129}[摘要]文章介绍了小水线面双体船型的特点，阐述其在军事领域的应用和发展前景。

运用数值仿真方法计算水下非接触爆炸作用下小水线面双体船的结构变形和冲击环境，分析此船型结构抗冲击特性和全船冲击环境特点，提出在抗冲击设计 时的重点设计区域和优化方向，为其军事应用提供技术积累。

[关键词]小水线面双体船；结构抗冲击；冲击环境[中图分类号]U661.43 [文献标志码]A [文章编号]1001-9855 (2〇15) 05-0〇46-05Numerical analysis of impact resistance performance for SWATHGAO Feng 1 KUANG kuang 2(1.Naval Equipment Department , Beijing 100841, China ;2. Navy Military Representative in Hudong-Zhonghua Shipbuilding (Group ) Co ., Ltd .,Shanghai 200129, China )Abstract: The characteristics of SWATH have been described in this paper, as well as its application andprospect in military field. The structural deformation and shock environment of SWATH in underwater non- contact explosion have been calculated by numerical stimulation method, and the overall ship^ structural impact resistance and the shock environment have been analyzed. The specific design area and the optimization direction during the impact resistance design have been put forward, which could be the technical experience for its military application.Keywords: small waterplane area twin-hull ship (SWATH); structural impact resistance; shock environment引言小水线面双体船（SWATH 船）是一型高科技、 高附加值、高性能船舶。

小水线面双体船(SWATH)优化设计及数值方法毛筱菲;谭廷寿【摘要】介绍了基于阻力最小的小水线面双体船主尺度优化方法,引入逐步二次回归的优化思想,结合可变误差多面体算法和乘子法,形成了独特的优化算法.开发了阻力计算和主尺度优化程序(SWATHRES和SWATHOPT),根据输入的主尺度及优化变量约束,程序内确定给定几何表达的主体和支柱船型,在指定的设计航速下,计算输出阻力最小的优化船型及相应的阻力曲线.计算表明:该系统可用于SWATH阻力预报和方案设计阶段的主尺度选型.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2010(014)007【总页数】8页(P749-756)【关键词】SWATH;主尺度优化;阻力计算;船型【作者】毛筱菲;谭廷寿【作者单位】武汉理工大学交通学院,武汉,430063;武汉理工大学交通学院,武汉,430063【正文语种】中文【中图分类】U662;U661.3小水线面双体船（Small Waterplane Area Twin Hull,SWATH），属于排水型高速船，由深置水下的双下潜体、小水线面的双支柱和宽敞的上船体三部分组成；小水线面双体船（SWATH）是组合了浮力和动升力所产生的一种船型。

它的提出是基于一个简单的设计思路：水面舰船要获得较小的兴波阻力，其水线面保持小而且瘦削，主要浮体应浸入水中。

同时，两个片体的设计又是满足稳性（特别是横稳性）要求的。

与气垫船、水翼艇、地效翼艇等船型不同，小水线面双体船从本质上讲，仍属于排水型。

但是同传统的单体排水型船相比，它却具有很多独到之处。

由于小水线面双体船具有较小的水线面面积，所受干扰力也就相对较小，且其固有周期比常见的波浪周期长得多，不易发生共振，从而使运动幅值较小，因此最大的特点就是耐波性好，尤其是在高海况、高航速时，这一特点更为明显，俗称全天候船舶。

小水线面双体船比常规单体船的水动力性能对船体几何形状及其尺度更为敏感，因此，在设计之初发展一个优化模型决定其船型和几何尺度是非常重要的。

小水线面双体船(SWATH)优化设计及数值方法
毛筱菲;谭廷寿
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2010(014)007
【摘要】介绍了基于阻力最小的小水线面双体船主尺度优化方法,引入逐步二次回归的优化思想,结合可变误差多面体算法和乘子法,形成了独特的优化算法.开发了阻力计算和主尺度优化程序(SWATHRES和SWATHOPT),根据输入的主尺度及优化变量约束,程序内确定给定几何表达的主体和支柱船型,在指定的设计航速下,计算输出阻力最小的优化船型及相应的阻力曲线.计算表明:该系统可用于SWATH阻力预报和方案设计阶段的主尺度选型.
【总页数】8页(P749-756)
【作者】毛筱菲;谭廷寿
【作者单位】武汉理工大学交通学院,武汉,430063;武汉理工大学交通学院,武汉,430063
【正文语种】中文
【中图分类】U662;U661.3
【相关文献】
1.SWATH船稳定鳍的优化设计 [J], 刘强;吉明;梁利华;李国斌
2.基于多目标遗传算法的SWATH船稳定鳍优化设计 [J], 刘强;梁利华;吉明;李国斌
3.新型综合科学考察船(SWATH)综合航行性能优化设计研究 [J], 倪其军;叶永林
4.小水线面双体船结构及优化设计研究 [J], 周少仙
5.基于SBD技术的小水线面双体船首尾鳍优化设计 [J], 鲍家乐;倪其军;李胜忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新型小水线面穿浪双体船的阻力性能研究魏可可;高霄鹏;董祖舜【期刊名称】《中国造船》【年(卷),期】2018(059)003【摘要】为了研究某新船型的开发以及快速性问题,本文提出并介绍了一种新型小水线面穿浪杂交双体船的构型,首先对其开展了相关的模型拖曳试验,然后基于RANS方法、数值水池以及6-DOF运动模型的数值模拟方法对该船型的阻力性能进行数值计算,通过与试验结果的对比,验证了该数值模拟方法的可行性;同时对该船型在其他不同工况下的阻力性能也进行了数值计算,并对排水量和主尺度相似的WPC和SWATH也进行了数值计算,研究结果表明:对比不同工况下该船型的数值计算结果,发现正浮时的阻力、升沉以及纵倾角都要小于有初始纵倾角的值;在中低速时三种船型的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉差别很小,高速时该杂交双体船的无因次阻力、纵倾角以及无因次升沉都要小于WPC以及SWATH,从而说明了该船型在高速时具有优于同排水量和主尺度的WPC和SWATH的阻力性能.【总页数】11页(P126-136)【作者】魏可可;高霄鹏;董祖舜【作者单位】海军工程大学舰船与海洋学院,武汉 430033;海军工程大学舰船与海洋学院,武汉 430033;海军工程大学舰船与海洋学院,武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】U622.2【相关文献】1.新型小水线面双体船在武昌造船厂开工建造 [J], 杨国安2.双体小水线面水翼复合型高速船阻力性能研究 [J], 王钰元3.水翼复合小水线面双体船阻力性能和翼航姿态计算 [J], 金亨哲;刘亚东;谭家华4.小水线面双体船声场指向性研究 [J], 李广;严斌;江晨半;刘哲5.小水线面双体船上层建筑结构疲劳强度试验研究 [J], 王伟;李聪;徐志亭;陈先胤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。