片列五体船的兴波干扰预报【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 片列五体船的兴波干扰预报 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 近年来 , 三体船或五体船成为船舶界关注和研究的热点之一 , 而且从概念研究阶段已进入到实用发展阶段。无论是在商用还是在军用上都开始出现了令人瞩目的示范性实船或实验 , 如英国的三体护卫舰“ RV Triton” ( 研究船海神号 ) , 澳大利亚 Australia 船厂建造的三体高速客滚型船 (Benchijigua Express) 等。高速船的兴波阻力是阻力中的主要成分 , 因此有关高速多体船 阻力人们已经作了不少的实验研究工作 1- 3。 超细长多体船型 SSMH（ Sup

2、er Slender Multihull）已日益引起国际造船界的广泛重视。五体船的研究开发最近几年已成为不少著名国际学术会议如 SNAME、 FAST、 RINA 等的热点议题。五体船的概念最早由英国船舶设计师 Nigel Gee 提出。五体船的基本含意是：一个经过水动力学优化的细长主船体两侧加上四个提供稳性的小浮体（ Outrigger or Sponson），静浮时后侧两个浮体有稍许浸沉前侧两个小浮体的龙骨线位于满载水线之上。国外已有 的理论分析和模型试验结果表明 4,5，五体船船型具有如下几个显著特点： 1) 高速阻力小； 2) 适航性高； 3) 稳性较好； 4) 总布置和结构方面具有优

3、势。 作为一种新船型，首要问题之一是快速性，这是评价新船型优劣的基本依据之一。阻力研究途径包括理论计算方法和船模试验研究方法。兴波阻力理论有早期的线性兴波阻力理论 6和后期的严格满足自由面条件的非线性兴波阻力理论 船舶兴波阻力是船舶在水中航行时 ,由于船体掀起波浪 ,即船行波，产生与船舶前进方向相反的阻力 ,这就是兴波阻力，船舶行驶时，船首对水施加压力，把水劈开而 前进，于是就激起了一组随船前进的波浪，这就是首波。船尾在前进时，水中留出了一个低压区，成为波谷，形成了一组由船尾引起的波浪，称为尾波。由于船舶航行时 ,船体兴起了首波和尾波 ,需要能量，形成了兴波阻力。因为它是由于水的压力变化而引起

4、的，所以又叫做压力阻力 小水线面双体船兴波阻力计算可以通过扩展米切尔 (Michell) 瘦船理论得到 . 即通过在船体中纵剖面布置一系列点源 i , 在船体表面布置一系列偶极子 i ,来模拟船体周围流场 ,然后运用势流理论 ,即可得到船体所受到的兴波阻力 .本次研究的是五体船的兴波阻力计算也 可通过展米切尔 (Michell) 瘦船理论得到。 五体船片体的合理布置可以显著地减小阻力，提高航速，节约成本。而船型设计的关键技术之一是其水动力性能 (快速性、耐波性和操纵性 )的预报。而其阻力预报是其水动力性能预报的重要内容。它为寻求设计低阻力优良船型以及决定主机功率、设计推进器等提供依据。因此，寻

5、找可靠、准确的船舶阻力预估方法有着十分重要的意义。在主尺度和船型系数范围确定以后，需要估算船舶阻力，比较分析各方案的优劣。利用现行的阻力预估方法建立基于阻力预估的船舶主尺度选优模型有着十分重要的意义。五体船的船型优 化对减小其兴波阻力有非常重要的意义。 作为一种新船型，首要问题之一是快速性，这是评价新船型优劣的基本依据之一。阻力研究途径包括理论计算方法和船模试验研究方法。兴波阻力理论有早期的线性兴波阻力理论 6和后期的严格满足自由面条件的非线性兴波阻力理论 船舶兴波阻力是船舶在水中航行时 ,由于船体掀起波浪 ,即船行波，产生与船舶前进方向相反的阻力 ,这就是兴波阻力 ， 船舶行驶时，船首对水施

6、加压力，把水劈开而前进，于是就激起了一组随船前进的波浪，这就是首波。船尾在前进时，水中留出了一个低压区，成为波谷，形成了 一组由船尾引起的波浪，称为尾波。由于船舶航行时 ,船体兴起了首波和尾波 ,需要能量，形成了兴波阻力。因为它是由于水的压力变化而引起的，所以又叫做压力阻力 小水线面双体船兴波阻力计算可以通过扩展米切尔 (Michell) 瘦船理论得到 . 即通过在船体中纵剖面布置一系列点源 i , 在船体表面布置一系列偶极子 i ,来模拟船体周围流场 ,然后运用势流理论 ,即可得到船体所受到的兴波阻力 .7本次研究的是五体船的兴波阻力计算也可通过展米切尔 (Michell) 瘦船理论得到。

7、五体船片体的合理布置可以显著地减小阻力，提高航 速，节约成本。而船型设计的关键技术之一是其水动力性能 (快速性、耐波性和操纵性 )的预报。而其阻力预报是其水动力性能预报的重要内容。它为寻求设计低阻力优良船型以及决定主机功率、设计推进器等提供依据。因此，寻找可靠、准确的船舶阻力预估方法有着十分重要的意义。在主尺度和船型系数范围确定以后，需要估算船舶阻力，比较分析各方案的优劣。利用现行的阻力预估方法建立基于阻力预估的船舶主尺度选优模型有着十分重要的意义。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： (l)选择合适的兴波阻力理论，定义本文中船舶阻力表达方法 。线性兴波阻力理论己经有了很长的发展历史，很多

8、学者一直致力于 Michell积分兴波阻力公式的应用与发展，尤其近来几年对以瘦长形的高速船船型研究颇多 ; Michell 积分适用于薄船理论，可以定性的分析中、高速船舶的兴波阻力性能。 (2)以 Michell 积分公式为基础，推导出五体薄船兴波阻力表达式 (片列五体薄船 )，该表达式是赵连恩教授在 2005 年推导出来的公式。 三、研究步骤、方法及措施： （一）先对“薄船”、数学船型等这些概念进行了解， （二）选择合适的兴波阻力理论定义本文中船舶阻力表达 （三）接 着以 Michell 积分公式为基础，用简单的数学函数表达船型，进而推导得出片列五体“薄船”的兴波阻力表达式。 （四）用五体船

9、作为研究算例，计算其兴波阻力。 （五）得出结论 四、参考文献： 1 Amedeo Migali, Salvatore Miranda, Claudio Pensa. Expermiental study on the efficiency of trimaran configuration for highspeed very large shipsC/ FAST 2001: 4th- 6th September 2001, Southampton, UK, 2001. 2 Insel M, Molland A F. An investigation into the resistance c

10、omponents of high speed displacement catamaransZ. !1991 The Royal Institution of Naval Architects, Transactions, 1991. 1- 11. 3 Molland A F, Wellicome J F, et al. Resistance experiments on a systematic series of high speed displacement catamaran forms: Vartiation of length- displacement ratio and br

11、eadth- draught patioZ. !1995 The Royal Institution of Naval Architects, Transactions, 1995. 55- 69. 4 Nigel Gee, Edward Dudson, Hans Steiger. The Pentamaran-A New Hull Concept for Fast Freight and Car Ferry Applications. http:/www.ngal.co.uk/downloads/ techpapers/paper9.pdf 5 Nigel Gee . Application

12、s of the Pentamaran Hull Form for Fast Sealift and Freight Applications. http:/www.nsrp.org/panels/pdmt/downloads/pentamaran_hull_form.pdf 6 李世谟 兴波阻力理论基础 北京：人民交通出版社， 1986 7 刘军，易宏，小水线面双体船兴波阻力特性研究。武汉理工大学学报 ， 2010 年 2 月。 8 贺俊松，陈震，肖熙 ,五体船兴波阻力特性的理论与试验研究 .中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集 . 毕业论文（设计）开题报告 五、研究工作进度： 内容 日期 天

13、数 一、论文开题报告、文献综述和外文资料翻译 10.12.01 11.1.07 38 二、总体部分 1收集相关资料 2错列五体体“薄船”兴波阻力公式理论推导 3取一五体体船资料进行计算 4 计算结果后处理研究 三、写毕业论文和毕业答辩准备 1撰写毕业论文与输出打 印论文 2毕业答辩准备 四、毕业答辩 六、教研室评议意见： 教研室主任： 年 月 日 五、研究工作进度： 内容 日期 天数 一、论文开题报告、文献综述和外文资料翻译 09.10.15 10.1.16 94 二、总体部分 2.16 5.16 90 1 池壁效应计算 2.16 3.14 27 2 阻力试验数据计算 3.16 4.12 28 3敞水试验数据计算 4.13 5.04 22 4 数据分析 5.04 5.16 13 三、写毕业论文和毕业答辩准备 5.18 5.31 14 1撰写毕业论文与输出打印论文 5.18 5.27 10 2毕业答辩准备 5.28 6.1 5 四、毕业答辩 6.02 6.05 4 六、教研室评议意见： 教研室主任： 年 月 日 七、系领导审核意见： 1通过； 2完善后通过； 未通过 负责人： 年 月 日