[发明专利]一种用于调整高速船舶浮态的线型设计方法

说明书

本发明具体公开了一种用于调整高速船舶浮态的线型设计方法，构建不同船艉底板线型的3D船舶模型，输入环境参数至每个3D船舶模型的计算模块，得到对应每个船艉底板线型的纵倾角度和对应的阻力，根据纵倾角度和阻力选择最佳的船艉底板线型；既改变了船舶的纵倾角度实现降低船舶受到的阻力，又减少了现场施工工作量，减少了常规的船舶附件，减少船舶维护工作及维护费用。

技术领域

本发明涉及船舶领域，具体涉及一种用于调整高速船舶浮态的线型设计方法。

背景技术

无论是单体高速船或是多体高速船，如需获得最佳航速，实现最大航速经济效益，除了正常设计轻量化之外，还须通过一定的方式调整船舶浮态，使船舶的阻力降低到最小。主要原因是在同等排水量之下，不同的船舶纵倾角时，船舶与水接触的湿面积不同，受到的阻力也不一样，这是最为关键的因素。也就是说，在船舶排水量相同的前提下，需要通过特定的方式，控制船舶的纵倾角，使船舶与水接触的阻力尽量减小，以达到最佳性能。目前来说，调整船舶纵倾角有压载、船尾截流板、压浪板等形式，但这些方法都一定程度地增加了排水量或增加了附体阻力。

作为高速船，由于对排水量以及附体阻力非常敏感，通过压载、截流板、压浪板等方法，虽然比较简单，但难免造成船舶其他方面阻力的负面影响。若只通过修改船舶本身的线型，使船舶本身就具备类似的能力，则能避免上述的负面因素，从而提高船舶的经济性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于调整高速船舶浮态的线型设计方法，既改变了船舶的纵倾角度实现降低船舶受到的阻力，又减少了现场施工工作量，减少了常规的船舶附件，减少船舶维护工作及维护费用。

本发明所要解决的上述问题通过以下技术方案以实现：

一种用于调整高速船舶浮态的线型设计方法，构建不同船艉底板线型的3D船舶模型，输入环境参数至每个3D船舶模型的计算模块，得到对应每个船艉底板线型的纵倾角度和对应的阻力，根据纵倾角度和阻力选择最佳的船艉底板线型。

进一步地，所述方法包括以下步骤：

S1：根据船舶的主要尺度参数构建原始的3D船舶模型；

S2：将3D船舶模型导入计算模块中，并输入3D船舶模型的环境参数，得到船舶在当前运营状态下原始的纵倾角度和对应的阻力；

S3：修改3D船舶模型的船艉底板线型，重新应用于计算模块中，得出船艉底板线型修改后的船舶对应的纵倾角度和阻力，如此反复，得出一系列船艉底板线型及其对应的纵倾角度、阻力；

S4：选择最优的船艉底板线型。

进一步地，所述计算模块为将3D船舶模型和船舶的运营水体划分为N个立体网格节点，根据环境参数赋予每个网格节点相应的初始属性，应用计算流体力学方法，利用计算机进行迭代计算，得出船舶在当前运营状态下原始的纵倾角度和对应的阻力。

进一步地，所述船舶的主要尺度参数包括船舶的水线长、型宽、设计吃水、空船重量重心及对应的航态、运营装载数据、船舶航速、船舶的上层建筑受风面积和船舶的排水量。

进一步地，所述环境参数根据船舶的运营环境条件进行设置，所述运营环境条件包括有水、气体和固体的自身属性以及运动属性。

进一步地，所述3D船舶模型与实体船舶的比例为1:1。

进一步地，所述当前运营状态为通常运营装载的状态。

进一步地，所述S3步骤的船艉底板线型根据纵倾角度的数据数值对舷侧线形做相应调整修改，其他的船舶参数以及环境参数不变。