CN110920805A - 一种降阻节能友好型海底门 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降阻节能友好型海底门，在行进方向前端的船身底部两侧设有海水进入口，且在行进方向后端的船身底部两侧设有海水排出口，所述海水进入口和所述海水排出口均位于水面以下；所述海水进入口布置范围S1和进流角a1满足如下条件：LPP/20*15<S1<LPP且0.2T<S1<T，2°<a1<30°；所述海水排出口的布置范围S2和排出角a2满足如下条件：LPP/20*1<S2<LPP/20*5且0.2T<S2<T，0°<a2<45°；其中，LPP为船体首尾垂线间的距离，T为吃水深度。本发明将海水进入口设置在船体首部高压区具有一定的进入角，将海水排出船体的海底门布置在尾部，并设置一定的方向角。由此改善尾部船体表面的压力分布，降低阻力；尾部海水排出，向后喷射，对船体产生推力，降低阻力。

Description

一种降阻节能友好型海底门

技术领域

本发明涉及船舶设计领域，具体涉及到一种降阻节能友好型海底门。

背景技术

目前常规使用的海底门示意图如图1-2所示，海水箱一般布置在船体的尾部，海水箱和船体相交处为海底门。海水从低位海水箱门进入并存储在低位海水箱内供船舶使用，排出水存储在高位海水箱，在高位海水箱门排出。其不足之处：海水从船体尾部进入船体，使用后又排出，增加船体阻力，如图3-4所示。

发明内容

本发明提供了一种降阻节能友好型海底门，在行进方向前端的船身底部两侧设有海水进入口，且在行进方向后端的船身底部两侧设有海水排出口，所述海水进入口和所述海水排出口均位于水面以下；

所述海水进入口布置范围S1和进流角a1满足如下条件：

LPP/20*15<S1<LPP且0.2T<S1<T，

2°<a1<30°；

所述海水排出口的布置范围S2和排出角a2满足如下条件：

LPP/20*1<S2<LPP/20*5且0.2T<S2<T，

0°<a2<45°；

其中，LPP为船体首尾垂线间的距离，T为吃水深度。

进一步的，所述海水进入口进流角a1为20°。

进一步的，所述海水排出口排出角a2为30°。

本发明将海水进入口设置在船体首部高压区具有一定的进入角，将海水排出船体的海底门布置在尾部，并设置一定的方向角。由此改善尾部船体表面的压力分布，降低阻力；尾部海水排出，向后喷射，对船体产生推力，降低阻力。经过模拟软件模拟得出的综合减阻效果表明，船体总阻力降低大约4％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-2为当前设计海底门的侧视图和俯视图；

图3为常规海底门布置船体流线分布侧视图；

图4为常规海底门布置船体流线分布仰视图；

图5-6为一实施例中，本发明降阻节能友好型海底门的侧视图和俯视图；

图7为一实施例中，本发明海底门布置船体流线分布侧视图；

图8为一实施例中，本发明海底门布置船体流线分布仰视图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明针对目前常规海底门布置的不足，设计出一种降阻节能友好型的海底门布置，如图5-6所示。船舶航行时，首部会形成高压区，产生阻力；尾部会形成低压区，产生阻力。常规海底门的设计布置不但不会降低阻力，还会增加船体阻力，通过CFD(Computational Fluid Dynamics，流体动力学计算)分析，大约增加2％船体阻力。根据以上情况，本发明设计一种新型海底门：海水进入口设计在行进方向前端的船身底部两侧，海水排出口设计在行进方向后端的船身底部两侧，所述海水进入口和所述海水排出口均位于水面以下。其中，所述海水进入口布置范围S1和进流角a1(即水流和中纵剖面的夹角)以及所述海水排出口的布置范围S2和排出角a2的确定需要根据CFD分析和模型试验确定，具体限定条件为：

海水进入口：LPP/20*15<S1<LPP且0.2T<S1<T，2°<a1<30°；

海水排出口：LPP/20*1<S2<LPP/20*5且0.2T<S2<T，0°<a2<45°。其中，LPP为船体首尾垂线间的距离，T为吃水深度。

在一优选的实施例中，所述海水进入口进流角a1为20°，所述海水排出口排出角a2为30°。通过软件模拟表明，在a1和a2在以上角度下，能够最大程度降低船体总阻力。

海底门按上述方法进行处理后，有如下功能：

1)改善首部船体表面高压区分布，降低阻力；

2)改善尾部船体表面的压力分布，降低阻力；

3)尾部海水排出，向后喷射，对船体产生推力，降低阻力，如图7-8所示；

4)综合减阻效果：船体总阻力降低大约4％。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种降阻节能友好型海底门，其特征在于，在行进方向前端的船身底部两侧设有海水进入口，且在行进方向后端的船身底部两侧设有海水排出口，所述海水进入口和所述海水排出口均位于水面以下；

所述海水进入口布置范围S1和进流角a1满足如下条件：

LPP/20*15<S1<LPP且0.2T<S1<T，

2°<a1<30°；

所述海水排出口的布置范围S2和排出角a2满足如下条件：

LPP/20*1<S2<LPP/20*5且0.2T<S2<T，

0°<a2<45°；

其中，LPP为船体首尾垂线间的距离，T为吃水深度。

2.如权利要求1所述的降阻节能友好型海底门，其特征在于，所述海水进入口进流角a1为20°。

3.如权利要求1或2所述的降阻节能友好型海底门，其特征在于，所述海水排出口排出角a2为30°。

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