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《艦船頂層設計中的耐波性預報模型研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第42卷第5期2013年10月船海工程SHIP＆0CEANENGINEERINGV01．42No．50e1．2013DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2013．05．003艦船頂層設計中的耐波性預報模型研究王銀1，丁勇2，張曉懷1(1．海軍工程大學動力工程學院，武漢430033；2．哈爾濱工程大學，哈爾濱150001)摘要：通過改變母船的船長和剖面參數來改變船型，得到系列樣本船型，應用基于切片法理論的艦船耐波性計算程序對母船及樣本船型進行計算，將所得計算結果進行多元回歸分析，得到船舶耐波性預報數學模型。分別用耐波性計算程序和回歸模型對例船進行計算，結果證明該預報模型具有
2、較高的精度。關鍵詞：耐波性；多元回歸分析；船型參數；頂層論證中圖分類號：U661．3文獻標志碼：A文章編號：1671-7953(2013)05-0010-06目前，計算船舶耐波性的理論方法已經相當成熟，基于勢流理論的耐波性分析與計算方法很多，如二維切片法、三維面元法等，也有不少經過考驗的計算機軟件系統(tǒng)可以利用。但是，這些方法都是只有在艦船型值確定后才能進行耐波性預報。實際上在艦船設計初期，也就是頂層論證與方案設計階段，型值尚未確定的時候就需要估算耐波性，進行船型優(yōu)化設計，以提供最佳方案。因此，需要尋找一種方法，在頂層論證與方案設計階段，于確定船舶功率的同時使耐波性一起參與船型及其主尺度及船型系
3、數的選取，在船型及其參數確定后，就能保證耐波性指標在最初就能達到。通過對已知船型實例的歸納總結，并通過多元回歸分析，建立艦船耐波性預報數學模型，可以供頂層論證與方案設計階段選擇艦船的主尺度等給出比較性的依據。1影響耐波性的主要船型因素分析從艦船運動響應這一方面考慮選擇主尺度和船型要素，從一般的單體船的研究出發(fā)，進行船舶主尺度和主要船型參數同耐波性之間的敏感性分析‘1
4、。主尺度：∥VⅣ3越大能維持中等程度縱搖航速范圍也就越大，參數B／T的增加能使波浪中最大可能航速有一定提高。增加船長、船寬對縱搖和升沉均是有利的。10收稿日期：2013—04—01修回日期：2013—04—16第一作者簡介：王銀(
5、1987一)，女，碩士，助教研究方向：艦船總體性能E-mail：wangyinhg@163．tom浮心、水線面漂心：菇。。和并。，之間相距大者對減小運動有利?？梢詼p小縱搖、垂蕩，方尾即有此效。水線面系數：水線面系數對耐波性的影響顯著，國內外眾多的研究成果表明cw，(尤其是前體的水線面系數Cw，。)取大的值對提高耐波性總是有益的。方形系數c。：大的方形系數會使處于(或接近于)諧搖的垂蕩運動加大。垂向棱形系數C。，：雖然從甲板上浪的觀點看，加大棱形系數是不可取的，但這對總的搖蕩運動特性卻是很有利的。縱向轉動慣性半徑與尺。：減小船體的縱向轉動慣性半徑(R。)，會減小縱搖固有周期，容易與短波發(fā)生諧振，
6、對縱搖和升沉運動的影響顯著。佛羅德數n、n2：航速對頂浪中的垂蕩運動很大，在另一方面，它對頂浪中的縱搖運動的影響卻很小，隨航速的提高，搖蕩運動無因次幅值都相應增大。要確切地表達各個參數對耐波性的影響是不容易的，可能出現這樣的情況：某一參數的改變對部分運動特性有利而對另一些運動特性卻不利。根據以上分析并參考國內外已有研究來初步選定耐波性回歸模型中所需要的變量，見表1。2樣本船型以中型排水式水面艦船為研究對象，選擇一條此類型的艦船作為母型船，改變母船的長寬吃水以及剖面形狀，得到12條新船型。并進行靜水力計算，獲取拉伸后船型的船型參數，以A0代表母型船。系列船型參數見表2。艦船頂層設計中的耐波性預報
7、模型研究——王銀，丁勇，張曉懷表1初步選定船型參數船型參數符號長度吃水比∥r寬度吃水比B／T長度排水比系數∥V”3長寬比∥B橫穩(wěn)心高吃水比GM／T浮心縱向位置zcn漂心縱向位置嘶橫向慣性半徑L。／B縱向慣性半徑￡。／L方形系數Cn棱形系數C，中剖面系數Cw前垂向棱形系數c。，，后垂向棱形系數C，，。前水線面系數Cw，，后水線面系數c腫。3基于回歸分析的耐波性數學模型通過船型變換，得到了系列船型，采用以切片法理論為基礎的耐波性計算程序對系列船型進行耐波性計算，在進行船舶耐波性計算時，主要選取了7個航向[(0。(迎浪)、300(艏斜浪)、600(艏斜浪)、90。(正橫浪)、1200(艉斜浪)、15
8、0。(艉斜浪)、1800(正隨浪))]、6個波高(1．25、2．5、4、5、6、9m)、6個航速(0、8、15、18、24、30kn)，采用了雙參數譜來模擬典型海況。根據已有的船型系列和耐波性計算結果，對已有數據進行逐步回歸分析[2引，得到縱搖和升沉單幅有義值與船型參數之間的統(tǒng)計關系式。表2系列船型參數(所有船型LcF=0．0617。Ryy／L=O．25。Cw鄺=0．665。C。PA=0．0926
