CN206590062U - 一种低阻力中型液货船 - Google Patents
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Abstract
一种低阻力中型液货船，包括船体，船体首部安装有球鼻艏，船体中部具有平行中体，平行中体的上下表面相互平行，船体尾部于水下部分形成尖瘦端，尖瘦端自平行中体向船体尾部逐渐延伸，尖瘦端在船体尾部的一端宽度最小，船体尾部与尖瘦端间隔的设有舵结构。船体首部安装球鼻艏，可以有效改善艏部流场，降低舭涡阻力和减少埋首现象；船体中部具有平行中体，有利于减小兴波阻力和粘压阻力；船体尾部形成尖瘦端，有助于造成有利的波形干扰，避免产生船艉漩涡，有效减小了粘压阻力，相同的航速下阻力低，消耗的功率小，形状效应小，粘压阻力和摩擦阻力也相对较小；且在船体尾部设置舵踵支承的舵结构，可提高舵的效能和螺旋桨的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶技术领域，特别是涉及一种低阻力中型液货船。
背景技术
船体总阻力主要由兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力三者组成,从船体节能降耗、降低成本及当前国际上日益更新的规范对船舶更加严格的低排放要求出发，目前市场上主流的中型液货船在阻力优化方面，一般只是采用了传统的球鼻艏来减小兴波阻力，对中低速液货船舶航行中所遇另两类占据较大比重的阻力，即摩擦阻力和粘压阻力，较少采取有效的降阻措施。因此，主流中型液货船在船体线型及阻力优化方面尚有较大的提升空间。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可减小阻力，提高效能的低阻力中型液货船。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种低阻力中型液货船，包括船体，所述船体首部安装有球鼻艏，所述船体中部具有平行中体，所述平行中体的上下表面相互平行，所述船体尾部于水下部分形成尖瘦端，所述尖瘦端自所述平行中体向所述船体尾部逐渐延伸，所述尖瘦端在所述船体尾部的一端宽度最小，所述船体尾部与所述尖瘦端间隔的设有舵结构。
进一步，所述平行中体的两侧于水下部分设置有舭龙骨。
进一步，所述平行中体延伸的长度占所述船体总长度的2/3。
进一步，所述平行中体与所述球鼻艏及所述尖瘦端均平滑连接。
进一步，所述舵结构由舵踵支承，所述舵结构通过舵杆承座连接于所述船体。
进一步，所述舵结构与所述尖瘦端之间设有螺旋桨，所述螺旋桨自所述尖瘦端伸出。
本实用新型的有益效果：
船体首部安装球鼻艏，可以有效改善艏部流场，降低舭涡阻力和减少埋首现象；船体中部具有平行中体，在中低速情况下有利于减小兴波阻力和粘压阻力；船体尾部形成尖瘦端，有助于造成有利的波形干扰，避免产生船艉漩涡，有效减小了粘压阻力，相同的航速下阻力低，消耗的功率小，形状效应小，粘压阻力和摩擦阻力也相对较小；且在船体尾部设置舵踵支承的舵结构，可提高舵的效能和螺旋桨的效率。
附图说明
图1为本实用新型低阻力中型液货船的结构示意图；
图2为本实用新型低阻力中型液货船水池试验时总阻力系数曲线图；
图3为本实用新型低阻力中型液货船水池试验时有效马力曲线图；
图中，1—船体、2—球鼻艏、3—平行中体、4—尖瘦端、5—舵结构、6—舵杆承座、7—螺旋桨。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图3，本实用新型提供一种低阻力中型液货船，包括船体1，船体1首部安装有球鼻艏2，该液货船根据主尺度和航区要求，择优设计了前伸型球鼻艏2，一方面可以使艏部船体1前伸，有助于改善船艏附近的水压力分布，达到了缓和船艏破波、降低破波阻力的效果。另一方面，在一定的速度范围内，前伸型船艏产生的兴波波谷和船艏波的波峰正好处于相同的位置，这样可以与船体1波系发生有利的干扰作用，使合成波的波高降低，从而减小了船舶航行中的兴波阻力。同时，安装具有整流作用的球鼻艏2后，可以有效改善艏部流场，降低舭涡阻力和减少埋首现象。
船体1中部具有平行中体3，平行中体3的上下表面相互平行。该液货船排水体积一定时，在满足本船装载需求的同时，根据航行区域选择了最佳平行中体3，尽可能优化了平行中体3部分。一方面使平行中体3的水下线型更加光顺，有效做好了边界层控制，对于减小湿面积和摩擦阻力效果明显。另一方面有助于选择最佳主尺度和船型参数，减小方形系数，有效避免了肩波系与船艏波系发生不良的干扰，同时设置适当长度的平行中体3可以使船舶艏艉两端相对瘦削，在本实施例中，平行中体3延伸的长度占船体1总长度的2/3，在中低速情况下有利于减小兴波阻力和粘压阻力。优选的，在平行中体3左右两侧的水下部分还设置了舭龙骨，可有效降低船舶航行过程中的横摇和纵摇，加强了船舶的稳性和耐波性，也间接提高了船舶的推进效率。
在满足航行区域营运要求的前提下，从降低阻力的角度出发，对货船艉部线型进行了有效优化，通过数学模型对艉部的流体流场进行了数值模拟和论证，将船体1尾部于水下的部分设计成尖瘦端4，尖瘦端4自平行中体3向船体1尾部逐渐延伸，尖瘦端4在船体1尾部的一端宽度最小。设置相对尖瘦的船艉，做好了去流段设计，有助于造成有利的波形干扰，避免产生船艉漩涡，有效减小了粘压阻力。相同的航速下阻力低，消耗的功率小，形状效应小，粘压阻力和摩擦阻力也相对较小。平行中体3与球鼻艏2及尖瘦端4均平滑连接，使得水下部分线型光顺，有利于减小摩擦阻力。
船体1尾部与尖瘦端4间隔的设有舵踵支承的舵结构5，舵结构5通过舵杆承座6连接于船体1，舵结构5与尖瘦端4之间设有螺旋桨7，螺旋桨7自尖瘦端4伸出。采用舵踵支撑的舵结构5，综合考虑了作用于船舵上的流体动力以及产生的船舵力矩的影响，有助于提高舵的效能和螺旋桨7的效率。
在设计开发前期，通过对母型船船型资料及船模试验结果的分析，对母型船的数据进行优化修改，在修改的过程中对母型船的船模试验结果进行分析并积极与试验水池联系，利用水动力分析软件进行模拟试验，根据模拟试验的结果分析，进行线型修改。经过多次反复修改后，于2015年9月，2015年11月先后在日本三井昭岛船模试验水池进行了带库存桨和设计桨的船模试验，试验结果能够满足设计要求，在母型船线型修改的过程中我们主要对下列几个方面进行了修改：①确定最优船舶主尺度；②进行球鼻艏2各种方案比较，主要是球鼻艏2形状与线型形成良好的匹配以达到减小形状阻力，降低兴波阻力的目的；③平行中体3向首尾部过渡的线型修改,及平行中体段水下部分线型的光顺；④改进船艉部水下横剖面的形状，以改善船尾的伴流分布和螺旋桨7进流，提高船身效率；⑤利用水动力分析软件对比分析，选择舵踵5支撑的舵结构形式来优化推进效率。
为了验证和优化该液货船的阻力与推进性能，对该船的船模进行了带库存桨和设计桨的水池试验，重点开展了船模静水阻力试验、螺旋桨模型敞水试验和船模自航试验，并根据试验结果得出了总阻力系数曲线(如图2)和有效马力曲线(如图3)等数值，对实船的阻力成分和推进性能进行了有效验证，满足既定航速下的油耗要求。
经过上述优化，可以最大限度地提高船舶的货舱舱容，协调排水量、空船重量及载重量的关系；可以减小船舶的形状阻力、降低兴波阻力，改善半流分布和螺旋桨进流，提高船身效率，降低主机功率，提高船舶的快速性；还能在保证船舶具有良好的操纵性能及船、机、桨良好的匹配的前提下，改善船舶的浮态和稳性。
本实用新型低阻力中型液货船通过择优综合选择球鼻艏2、优化的平行中体3、优化的船艉线型和舵踵支撑的舵结构5的良好配合方案，来减小船舶航行过程中的兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力，从而有效减小了船舶的总阻力，使船舶的油耗对比市场上的同型船舶大大降低。通过以上船型数值的优化选型及水池实验论证，本实用新型液货船比市场上同型液货船日用油耗平均节省20％以上，如下表一所示。
| 广东新船重工有限公司设计 | 国内某型船 | 韩国某型船 | |
| 船型 | 13000DWT IMO II C/T | 13500DWT IMO II C/T | 13000DWT IMO II C/T |
| 总长(m) | 133 | 142.23 | 129 |
| 垂线间长(m) | 123 | 135 | 120.4 |
| 型宽(m) | 21.5 | 21.2 | 20.4 |
| 型深(m) | 11.4 | 11.2 | 11.8 |
| 结构吃水(m) | 8.5 | 8 | 8.7 |
| 结构吃水载重吨(MT) | 13000 | 13500 | 13000 |
| 舱容(m3) | 15000 | 15600 | 14200 |
| 主机型号 | 6S35ME-B9.5 | MAN B&W 6S35ME | Wartsila 5×35 |
| 油耗(t/day，航速13kn时) | 10.8 | 14.9 | 12.43with PBCF |
表一 本实用新型中型液货船与市面上其它型船的油耗比较
与市场上主流的同型液货船相比，本实用新型液货船因为降阻效果明显，具备卓越的油耗性能，船舶营运成本低，市场需求广；重点解决和采用了低排放、低油耗的先进技术，在低碳、经济等方面达到了国际先进水平，代表国际上先进船型的发展方向；该中型液货船低排放、低油耗的先进技术有助于推进国内同型船舶的技术发展，有利于抢占“绿色船舶、科技造船”市场制高点，助力推进国家船舶工业的可持续健康发展。同时该项目填补了华南地区，双相不锈钢危险化学品船设计、建造的空白。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (6)
1.一种低阻力中型液货船，其特征在于，包括：船体，所述船体首部安装有球鼻艏，所述船体中部具有平行中体，所述平行中体的上下表面相互平行，所述船体尾部于水下部分形成尖瘦端，所述尖瘦端自所述平行中体向所述船体尾部逐渐延伸，所述尖瘦端在所述船体尾部的一端宽度最小，所述船体尾部与所述尖瘦端间隔的设有舵结构。
2.根据权利要求1所述的低阻力中型液货船，其特征在于：所述平行中体的两侧于水下部分设置有舭龙骨。
3.根据权利要求1所述的低阻力中型液货船，其特征在于：所述平行中体延伸的长度占所述船体总长度的2/3。
4.根据权利要求1所述的低阻力中型液货船，其特征在于：所述平行中体与所述球鼻艏及所述尖瘦端均平滑连接。
5.根据权利要求1所述的低阻力中型液货船，其特征在于：所述舵结构由舵踵支承，所述舵结构通过舵杆承座连接于所述船体。
6.根据权利要求1所述的低阻力中型液货船，其特征在于：所述舵结构与所述尖瘦端之间设有螺旋桨，所述螺旋桨自所述尖瘦端伸出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720215210.1U CN206590062U (zh) | 2017-03-07 | 2017-03-07 | 一种低阻力中型液货船 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN206590062U true CN206590062U (zh) | 2017-10-27 |
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