[发明专利]改善高速船呆木后方流场的导流罩的安装方法

说明书

本发明提供一种改善高速船呆木后方流场的导流罩的安装方法，包括：S1，导流罩设计：根据艉部线型设计外表面曲面光顺的导流罩；S2，导流罩安装：将导流罩安装在船体上呆木的后方，导流罩的边缘与船体表面光顺连接，形成流线型导流罩。本发明的有益之处在于，增加船舶尾部压力，降低船舶阻力和油耗；改善船舶尾部流场，消除呆木末端漩涡以及由漩涡引起的空泡；结构简单，工艺难度小，结构和安装强度安全可靠；不仅能提高船舶运营经济性，还可以明显改善船舶尾部振动噪声水平。

技术领域

本发明涉及航速较高且带有尾部呆木的船舶技术领域，尤其涉及一种改善高速船呆木后方流场的导流罩的安装方法。

背景技术

大型高速双桨船在建造的时候往往需要在尾部设置铸造的呆木，这一方面可使船舶尾部的分段在船坞内有足够的支撑强度来匹配建造工艺，另一方面也可以提高尾部船体结构的强度。但是在增加呆木后，会改变船舶尾部的线型，使光顺的线型产生不光顺的突变。这种突变有可能影响船尾流场，使之产生有害的泄出涡涡流（图1）。在船舶高速运动时，这种涡流可能变成水下空泡，产生额外的振动或噪声。

目前有关船用导流罩的专利文献中，采用该类设备主要目的是：（1）减低船舶风阻力（如CN105480384A）；（2）采用导流罩保证船上设备的使用功能（CN106335602B，CN109878632A）；（3）抑制舵叶端部流体分离和空化（CN107391865A），等等。与本专利技术用途比较接近的是CN107391865A专利，但它的主要作用是抑制船尾舵叶端部流动分离和空化，其设计方法和几何特征与本专利消除呆木泄出涡或空泡的导流罩完全不同。而由于业内没有认识到呆木在船舶高速航行时也可能会产生泄出涡甚至空泡，因而目前还没有呆木导流罩设计方法及效果的专利文献。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种改善高速船呆木后方流场的导流罩的安装方法，能有效改善或消除大型高速船舶尾部呆木泄出涡或空泡的导流罩，从而小幅度降低船舶阻力，降低船舶尾部振动噪声水平。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善高速船呆木后方流场的导流罩，包括安装在船体上呆木后方的导流罩，导流罩的外表面曲面光顺，导流罩的边缘与船体表面光顺连接。

优选地，导流罩包括曲面外壳板，曲面外壳板内设置有一组加强筋。

优选地，导流罩的宽度与呆木的宽度相同。

一种如上所述的改善高速船呆木后方流场的导流罩的安装方法，包括如下步骤：

S1，导流罩设计：

S11，根据艉部线型确定导流罩在船舶中纵剖面内的投影曲线，投影曲线前端点与呆木末端相切连接，后端点与船体表面相切连接；

S12，沿船长方向在投影曲线上设置若干沿船长方向的站位点，在这些站位点上生成船舶横剖面线型，将船体呆木附近横剖面线型向下延伸到投影曲线，形成导流罩几何放样的剖面线；

S13，连接各个剖面线成导流罩几何外形，并查看导流罩和船体连接的光顺程度；

S14，开展计算流体力学分析，即CFD分析，在CFD计算中，首先创建船体和导流罩几何，然后在船体周围创建长方形计算域，接着划分计算域内网格并开展计算；

S15，查看和分析CFD计算结果，研究呆木流场的变化以及泄出涡减弱程度；

S2，导流罩安装：

S21，将导流罩外壳分成3～4个部分，对各个部分做外板曲面展开；

S22，根据展开几何切割钢板，并在数控弯板机上弯压成型；

S23，将各弯压成型的部分打好焊接坡口，并焊接在一起形成导流罩外壳；

S24，采用机械切割方法制作加强筋；