CN109878632A - 适用于圆舭船型的折角式导流罩线型 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于圆舭船型的折角式导流罩线型，导流罩安装于船体底部，所述导流罩边缘采用折角式，直接与船底连接；导流罩的各个剖面都采用折角处理，所述折角式导流罩的参数界定如下：(1)长宽比L/B＝4.2～5.2，L是导流罩的长度，B是导流罩的半宽度；(2)折角长宽比L1/B＝3.20～3.70，L1是导流罩第一折角点距前端的距离，B是导流罩的半宽度；(3)后倾角θ＝30°～35°，θ是折角式导流罩的后倾角。本发明的折角式导流罩线型，与常规圆弧式导流罩线型相比折角式多波束导流罩的综合流体性能优于圆弧式多波束导流罩，折角式多波束导流罩能够改善船舶防气泡性能和快速性，更加有利于多波束的工作条件。
Description
技术领域
本发明涉及船型设计技术领域，具体涉及一种用于全电推科考船的新导流罩线型设计。
背景技术
海洋科考船作为研究开发海洋的重要平台，其设计中的关键技术受到了广泛关注。多波束是科考船上获取海洋及海底数据的核心手段，其探测精度容易受到水下气泡的干扰。科考船在航行过程中，艏部水线面附近会产生大量的气泡，如果气泡随流线到船底多波束安装平面上，就会对多波束的测量精度产生极大负面影响。
多波束导流罩的防气泡性能和阻力性能是评判其型线优劣的两条标准，其中防气泡性能是最主要的。多波束导流罩的综合流体性能往往被忽略，导致船体阻力性能好，但防气泡性能差；或者防气泡性能好，但船体阻力性能差。有必要设计新的线型，以同时提高快速性和防气泡性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的科考船的快速性和防气泡性能难以兼顾的不足，提供一种适用于圆舭船型的折角式导流罩线型，它保障了多波束等声学设备高质量使用效能，突破了中低速船兼顾防气泡性能和快速性的线型综合优化难题。
本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
一种适用于圆舭船型的折角式导流罩线型，导流罩安装于船体底部，所述导流罩边缘采用折角式，直接与船底连接；导流罩的各个剖面都采用折角处理，所述折角式导流罩的参数界定如下：
(1)长宽比L/B＝4.2～5.2
L是导流罩的长度，B是导流罩的半宽度；
(2)折角长宽比L1/B＝3.20～3.70
L1是导流罩第一折角点距前端的距离，B是导流罩的半宽度；
(3)后倾角θ＝30°～35°
θ是折角式导流罩的后倾角。
上述方案中，所述折角式导流罩线型适用于圆舭船型，该圆舭船型首部采用前伸上翘的撞角式球鼻和和深V线型，其中首部深V线型应具有以下特征：
(1)首部1/3处至船首采用深V线型；
(2)深V线型与首部球鼻和尾部圆舭线型光顺过渡；
(3)首垂线以前船体有外飘。
本发明的有益效果在于：
采用本发明的折角式导流罩线型，与常规圆弧式导流罩线型相比折角式多波束导流罩的综合流体性能优于圆弧式多波束导流罩，折角式多波束导流罩能够改善船舶防气泡性能和快速性，更加有利于多波束的工作条件。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是带有折角式导流罩圆舭船型的横剖面图；
图2是带有折角式导流罩圆舭船型的纵剖面图；
图3是带有折角式导流罩圆舭船型的水线面图；
图4是带有折角式导流罩圆舭船型的三维图；
图5是折角式导流罩的水线面图；
图6是折角式导流罩的纵剖面图。
图中：10、船体；20、导流罩。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-6所示，一种适用于圆舭船型的折角式导流罩线型，导流罩20安装于船体10的底部，导流罩20的边缘采用折角式，直接与船底连接。导流罩20的各个剖面(横剖面、纵剖面、水线面)都采用折角处理，不对于船底连接处进行光顺处理。本发明所采用的折角式导流罩特征可用以下主要参数界定：
(1)长宽比L/B＝4.2～5.2
L是导流罩的长度(见图5)，B是导流罩的半宽度；
(2)折角长宽比L1/B＝3.20～3.70
L1是导流罩第一折角点距前端的距离(见图5)，B是导流罩的半宽度；
(3)后倾角θ＝30°～35°
θ是折角式导流罩的后倾角(见图6)。
本发明折角式导流罩线型适用于圆舭船型，该圆舭船型首部采用前伸上翘的撞角式球鼻和深V线型。首部采用深V线型可明显改善耐波性，提高风浪中的航速，改善回转稳性等。该圆舭船型采用的首部深V线型应具有以下特征：
(1)首部1/3处至船首采用深V线型；
(2)深V线型与首部球鼻和尾部圆舭线型光顺过渡；
(3)首垂线以前船体有外飘。
本发明采用折角式导流罩可以有效改善船舶防气泡性能和快速性：
(1)采用折角式导流罩可获得优异的防气泡性能。
常规圆弧式导流罩船艏底部流线会绕过导流罩侧边缘进入导流罩底部多波束工作平面，而折角式导流罩船艏底部流线没有经过导流罩底部多波束工作平面，可以减小船体表面流场对导流罩底部多波束工作平面的影响。
常规圆弧式导流罩船艏水下空间流线大部分都经过了导流罩底部多波束工作平面，而折角式导流罩只有最底部少数水下空间流线经过了导流罩底部多波束工作平面，这样最大程度地减少船艏部吃水处的气泡对多波束工作平面的影响。
常规圆弧式导流罩船型的侧推孔流线会绕过圆弧型导流罩的侧边缘，进入到底部多波束接受阵安装面，这样首侧推孔产生的湍流会对多波束工作产生负面影响。而折角型导流罩基本消除这种负面影响。
(2)采用折角式导流罩线型可以改善快速性。
折角式导流罩线型具有如下特点：
折角式导流罩线型总阻力比圆弧式导流罩线型小，两个线型模型的湿表面积基本相同。经初步分析，产生阻力差异的主要原因是由于导流罩的后部形式。
由于多波束测深仪安装在船底，远离自由液面，其对自由液面的扰动基本可以忽略，因此兴波阻力并不是引起总阻力变化的主要因素。
圆弧式导流罩后部的湍流动能大于折角式，其后部形成漩涡，涡旋将消耗水流能量，同时使导流罩后部船底表面的压力分布变得不均匀，这使得导流罩后部的边界层分离，从而增加粘压阻力，这就是圆弧式导流罩阻力较大的原因。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (2)
1.一种适用于圆舭船型的折角式导流罩线型，导流罩安装于船体底部，其特征在于，所述导流罩边缘采用折角式，直接与船底连接；导流罩的各个剖面都采用折角处理，所述折角式导流罩的参数界定如下：
(1)长宽比L/B＝4.2～5.2
L是导流罩的长度，B是导流罩的半宽度；
(2)折角长宽比L1/B＝3.20～3.70
L1是导流罩第一折角点距前端的距离，B是导流罩的半宽度；
(3)后倾角θ＝30°～35°
θ是折角式导流罩的后倾角。
2.根据权利要求1所述的适用于圆舭船型的折角式导流罩线型，其特征在于，所述折角式导流罩线型适用于圆舭船型，该圆舭船型首部采用前伸上翘的撞角式球鼻和和深V线型，其中首部深V线型应具有以下特征：
(1)首部1/3处至船首采用深V线型；
(2)深V线型与首部球鼻和尾部圆舭线型光顺过渡；
(3)首垂线以前船体有外飘。
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