CN213677042U - 轻型减阻导流板及集装箱船 - Google Patents

轻型减阻导流板及集装箱船 Download PDF

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张亚
樊涛
陈红霞
饶志强
于晨芳
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Abstract

本申请提供一种轻型减阻导流板及集装箱船。所述轻型减阻导流板由三维光顺曲面延展预定厚度构成，三维光顺曲面的边缘由第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段和第四曲线段围合而成。第一曲线段的轨迹与甲板边线或者舷墙顶线相同；第二曲线段在船底指向甲板的垂向方向上高于第一曲线所在的平面预定高度；第二曲线段被船舶中纵剖面一分为二且两个分线段关于船舶中纵剖面对称布置，第二曲线的中点位于第一曲线所围内部区域上方预定位置处；每个分线段在船艏向船艉的方向高度逐渐降低；第三曲线和第四曲线关于船舶中纵剖面对称并分别用于连接第一曲线和第二曲线的端点。本申请能够显著减少导流面积，降低空船重量的增幅，进而降低船舶的建造和营运成本。

Description

轻型减阻导流板及集装箱船
技术领域
本申请涉及集装箱船技术领域，具体而言，涉及一种安装在船舶艏部的轻型减阻导流板及集装箱船。
背景技术
随着船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index，EEDI)的逐步施行，特别是在(IMO)通过了《1973年国际防止船舶造成污染公约》附件六修正案之后，船东以及船舶设计单位对船舶性能的要求越来越高。超大集装箱船由于大量集装箱堆积在甲板上，上层建筑受风面积很大，风阻占总阻力比重相对其他船型偏大，开发降风阻的导流装置成为超大箱船研发过程中新的热点。超大箱船的甲板上往往堆积有数十米的集装箱，开发与集装箱几乎等高的导流罩，可较大幅度降低风阻，但由于导流罩尺寸过大，空船重量大幅增加，建造和营运成本也相应提高，实际应用较困难。
因此有必要开发一种能够降风阻且不会过多增加空船重量的导流装置。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种轻型减阻导流板，该导流板既能较明显地降低整船风阻，达到节能减排的效果，同时又能控制加装导流板后空船重量的增幅。
本申请实施例的另一目的还在于提供一种使用上述轻型减阻导流板的集装箱船。
第一方面，提供了一种轻型减阻导流板，由三维光顺曲面延展预定厚度构成，所述三维光顺曲面的边缘由第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段和第四曲线段围合而成；
所述第一曲线段的轨迹与甲板边线或者舷墙顶线相同；
所述第二曲线段在船底指向甲板的垂向方向上高于所述第一曲线段所在的平面预定高度；所述第二曲线段被船舶中纵剖面一分为二且两个分线段关于所述船舶中纵剖面对称布置，第二曲线段的中点位于第一曲线段所围内部区域上方的预定位置处；每个所述分线段在由船艏向船艉的方向上高度逐渐降低；
所述第三曲线段和所述第四曲线段关于船舶中纵剖面对称并分别用于连接第一曲线段和第二曲线段的端点。
在一种可实施的方案中，第一曲线段的中点与船舶的最前端点重合。
在一种可实施的方案中，所述第二曲线段的中点和所述第一曲线段的中点的连线相对于船底指向甲板的垂向方向的倾斜角度为22度～30度。
在一种可实施的方案中，每个所述分线段在由船艏向船艉的方向上的变化趋势为由剧烈转为平缓。
在一种可实施的方案中，所述第三曲线段和所述第四曲线段均为直线或均为光滑曲线。
根据本申请的第二方面，还提供了一种集装箱船，包括如上任一项所述结构的轻型减阻导流板，所述轻型减阻导流板安装在所述集装箱船的甲板上或舷墙上。
在一种可实施的方案中，所述第二曲线段的中点与所述第一曲线段所在平面的距离与船舶的型深之间的比例关系为16％～23％。
在一种可实施的方案中，所述导流板在船艏指向船艉方向上的投影长度与船舶总长之间的比例关系为6％～11％。
本申请中的轻型减阻导流板显著减少了导流面积，降低加装导流板后空船重量的增幅，进而降低船舶的建造和营运成本。同时本申请还能够改善艏部风场，降低船舶上层建筑风阻力，因而具有较好的节能效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种轻型减阻导流板的结构示意图；
图2为图1所述导流板在X向的投影视图；
图3为图1所述导流板在Y向的投影视图；
图4为图1所述导流板在Z向的投影视图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1为根据本申请实施例示出的一种轻型减阻导流板的结构示意图。图2为图1所述导流板在X向的投影视图；图3为图1所述导流板在Y向的投影视图；图4为图1所述导流板在Z向的投影视图。参见图1～图4，轻型减阻导流板由三维光顺曲面延展预定厚度构成。所述三维光顺曲面的边缘由第一曲线段1、第二曲线段2、第三曲线段3和第四曲线段4围合而成。
在本申请中，做如下定义：X正向：由船艉指向船艏；Y正向：由右舷指向左舷；Z正向：由船底指向甲板。
第一曲线段1的轨迹需与安装导流板船舶的甲板边线或者舷墙顶线相同。第二曲线段2在船底指向甲板的垂向方向(即Z向)上高于第一曲线段1所在的平面预定高度。第二曲线段2被船舶中纵剖面一分为二且两个分线段关于船舶中纵剖面对称布置，第二曲线段2的中点位于第一曲线段1所围内部区域上方的预定位置处；每个分线段在由船艏向船艉的方向(即X向)上高度逐渐降低，在一种可实施的方案中，每个分线段在由船艏向船艉的方向上的变化趋势为由剧烈转为平缓。第三曲线段3和第四曲线段4关于船舶中纵剖面对称并分别用于连接第一曲线段1和第二曲线段2的端点，第三曲线段3和第四曲线段4均为直线或均为光滑曲线。其中，第二曲线段2与第一曲线段1所在的平面的距离，即为第三曲线段3或第四曲线段4在Z向上的投影长度。
在上述实现过程中，将本申请中的导流板在船艏向船艉的方向上设计为前高后低，在导流板的宽度方向(即船舶的宽度方向上)设计为中间高两侧低，且第一曲线段1和第二曲线段2之间的距离由船舶中纵剖面向两舷逐渐收窄，此种造型显著减少了导流板的面积，降低加装导流板后空船重量的增幅，进而降低船舶的建造和营运成本。同时该种造型能够改善艏部风场，降低船舶上层建筑风阻力，因而具有较好的节能效果。
在一种可实施的方案中，参见图3，第二曲线段2的中点和第一曲线段1的中点的连线相对于船底指向甲板的垂向方向的倾斜角度a为22度～30度。由于第二曲线段2的中点位于第一曲线段1所围成的内部区域的上方，即第二曲线段2的中点，也即导流板的最高点相对于第一曲线段1的中点靠近船艉的一侧。由于船舶在前进过程中，受到由船艏指向船艉的风场，将导流板的最高点相对于第一曲线段1的中点，即甲板的最前端端点后移设置，即导流板的迎风面的倾斜角度与风场的风向相同，因此该设计可降低导流板迎风面的阻力，更利于船舶前行。
根据本申请的另一方面，还提供了一种集装箱船，包括如上任一结构的轻型减阻导流板，其中，轻型减阻导流板安装在集装箱船的甲板上或舷墙上。
在一种可实施的方案中，轻型减阻导流板的第一曲线段1的中点与船舶的最前端点重合。第二曲线段2的中点与第一曲线段1所在平面的距离与船舶的型深之间的比例关系为16％～23％。导流板在船艏指向船艉方向上的投影长度与船舶总长之间的比例关系为6％～11％。
下面以15kTEU集装箱船为例，对本实用新型中的方案进行进一步详细描述。
表1为15kTEU集装箱船主尺度信息。
表1
总长 约366.0m
垂线间长 360.0m
型宽 51.0m
型深 30.2m
设计吃水 14.5m
结构吃水 16.0m
该导流板安装于主甲板艏部，第一曲线取为舷墙顶线。
对于该集装箱船，导流板的X向长度为25m～40m，在一种可实施的方案中为27m。导流板最高点(第二曲线段2的中点)距离第一曲线段1所在平面的高度为5m～7m，在一种可实施的方案中为6m。第二曲线段2的中点和第一曲线段1的中点的连线相对于Z向的倾斜角度为22度～30度，在一种可实施的方案中为25度。
对于本申请中的集装箱船，加装导流板后空船重量的增幅能够得到控制，同时艏部风场得到改善，具有较好的节能效果，据实验验证，正迎风向一般可达到0.6％到1.2％的节能效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轻型减阻导流板，其特征在于，由三维光顺曲面延展预定厚度构成，所述三维光顺曲面的边缘由第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段和第四曲线段围合而成；
所述第一曲线段的轨迹与甲板边线或者舷墙顶线相同；
所述第二曲线段在船底指向甲板的垂向方向上高于所述第一曲线段所在的平面预定高度；所述第二曲线段被船舶中纵剖面一分为二且两个分线段关于所述船舶中纵剖面对称布置，第二曲线段的中点位于第一曲线段所围内部区域上方的预定位置处；每个所述分线段在由船艏向船艉的方向上高度逐渐降低；
所述第三曲线段和所述第四曲线段关于船舶中纵剖面对称并分别用于连接第一曲线段和第二曲线段的端点。
2.根据权利要求1所述的轻型减阻导流板，其特征在于，第一曲线段的中点与船舶的最前端点重合。
3.根据权利要求2所述的轻型减阻导流板，其特征在于，所述第二曲线段的中点和所述第一曲线段的中点的连线相对于船底指向甲板的垂向方向的倾斜角度为22度～30度。
4.根据权利要求1所述的轻型减阻导流板，其特征在于，每个所述分线段在由船艏向船艉的方向上的变化趋势为由剧烈转为平缓。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轻型减阻导流板，其特征在于，所述第三曲线段和所述第四曲线段均为直线或均为光滑曲线。
6.一种集装箱船，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的轻型减阻导流板，所述轻型减阻导流板安装在所述集装箱船的甲板上或舷墙上。
7.根据权利要求6所述的集装箱船，其特征在于，所述第二曲线段的中点与所述第一曲线段所在平面的距离与船舶的型深之间的比例关系为16％～23％。
8.根据权利要求6所述的集装箱船，其特征在于，所述导流板在船艏指向船艉方向上的投影长度与船舶总长之间的比例关系为6％～11％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114394195A (zh) * 2022-01-18 2022-04-26 中山大学 一种用于集装箱船的伸缩导流罩及其控制方法
CN115535153A (zh) * 2022-09-23 2022-12-30 哈尔滨工程大学 一种可拆卸式集装箱船减阻装置

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