超级军网小水线面双体船性能研究及其运动仿真（转帖）
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 13:59:02
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双体船是由两个相同的片体和一个横向连接桥所组成。连接桥和水不接触，因而对船的性能不产生影响。但它却提供了全部的使用空间和面积。两个片体则提供了全部浮力，它们的几何特征则决定了船的性能。这种“双体”特征给船的快速性和耐波性产生了一些特殊的影响，并对研究工作带来了新的内容。这大致可分为两个方面。
快速性方面，小水线面双体船两个片体对阻力性能的影响有两个内容。首先是双体之间的兴波干扰以及由此而引起的对兴波阻力的大小和变化的影响，其次是由于双体对片体间的水流产生“阻塞”效应，不但增大了水流的速度，而且也引起了横向流动，使水流复杂化。目前对于第一个问题，即双体间的兴波干扰对兴波阻力的影响可应用线性兴波阻力理论计算而得到较满意的解决。对于后一个问题即双体影响片体间的水流对阻力的影响，至今尚未有办法处理而暂且略去不计。虽然这样做是一种权宜之计，但是由于片体的细长(或窄长)特征和两片体之间距离较大，这种影响，对船的性能计算结果影响甚微。—些船模阻力试验结果已证实了这一点。
1.4.2片体的细长(或窄长)性所引起的问题
小水线面双体船的片体可分为上、下两部分。上部为支柱，它穿过水表面，其水平剖面为一窄长的对称翼型剖面，下部为主体，它是一个细长体，其横剖面一般是圆形或椭圆。片体的这种几何特征一方面有效地降低了兴波阻力，并使人们能应用线性兴波阻力理论进行计算，另一方面也允许人们应用切片理论计算船在波浪中的运动特性。这两种性能的计算均已达到相当令人满意的精度。
但是，由于片体排水体积的主要部分被分布在距水面较远的主体中，所以船作摇摆运动时的兴波阻尼较小。这样粘性引起的阻尼将与兴波阻尼属于同一量级而在运动特性计算时必须计入。一些船模试验测量结果已证实了这样处理的必要性。在运动性能分析计算时考虑粘性阻尼的影响是小水线面双体船性能研究的一个特点。单体船运动性能计算时一般是忽略粘性的影响。
1.4.3纵向运动稳定性问题
小水线面双体船由于其水线面积很小．与单体船相比，其纵向静复原力矩也很小，不足于平衡高速航行时作用在船上的水动力纵倾力矩和其他干扰力，所以其纵向运动(纵摇、垂荡)一般是不稳定的。为了解决这个问题，需要在片体内侧*近首、尾处设置两对稳定鳍。当然，稳定鳍还可用来消减船在波浪中的运动。小水线面双体船纵向运动稳定性是其稳性概念的引伸。纵向运动稳定性分析和稳定鳍尺寸的确定是小水线面双体船性能设计中的两个不可缺少的特殊的内容。而单体船的稳性问题通常仅指其横稳性问题。
1.4.4横向波浪诱导载荷问题
常规排水型单体船的船体结构强度问题主要是指其纵总强度。因此，由波浪引起的纵向载荷(弯矩、剪力)是进行纵总强度计算和设计的依据。但是单体船的纵向波浪诱导载荷习惯上属于强度问题的一部分而不再列入性能研究的范围。对于小水线面双体船来说其横向强度是结构强度问题的首要内容。这是因为片体形状窄长而侧向面积又相对较大，故横向波浪诱导载荷(横向弯矩、水平剪力)较大。这样，保证横向连接桥本身的结构强度和它与支柱连接处的结构强度应该是小水面双体船结构设计首先要考虑的问题。因而，横向波浪载荷的计算应该是其水动性能计算的一个组成部分，应在性能设计阶段完成。由于纵向波浪诱导载荷较小，而船体的长深比又较大，所以小水线面双体船的纵总强度一般是不成问题的[2]。
快速性方面，小水线面双体船两个片体对阻力性能的影响有两个内容。首先是双体之间的兴波干扰以及由此而引起的对兴波阻力的大小和变化的影响，其次是由于双体对片体间的水流产生“阻塞”效应，不但增大了水流的速度，而且也引起了横向流动，使水流复杂化。目前对于第一个问题，即双体间的兴波干扰对兴波阻力的影响可应用线性兴波阻力理论计算而得到较满意的解决。对于后一个问题即双体影响片体间的水流对阻力的影响，至今尚未有办法处理而暂且略去不计。虽然这样做是一种权宜之计，但是由于片体的细长(或窄长)特征和两片体之间距离较大，这种影响，对船的性能计算结果影响甚微。—些船模阻力试验结果已证实了这一点。
1.4.2片体的细长(或窄长)性所引起的问题
小水线面双体船的片体可分为上、下两部分。上部为支柱，它穿过水表面，其水平剖面为一窄长的对称翼型剖面，下部为主体，它是一个细长体，其横剖面一般是圆形或椭圆。片体的这种几何特征一方面有效地降低了兴波阻力，并使人们能应用线性兴波阻力理论进行计算，另一方面也允许人们应用切片理论计算船在波浪中的运动特性。这两种性能的计算均已达到相当令人满意的精度。
但是，由于片体排水体积的主要部分被分布在距水面较远的主体中，所以船作摇摆运动时的兴波阻尼较小。这样粘性引起的阻尼将与兴波阻尼属于同一量级而在运动特性计算时必须计入。一些船模试验测量结果已证实了这样处理的必要性。在运动性能分析计算时考虑粘性阻尼的影响是小水线面双体船性能研究的一个特点。单体船运动性能计算时一般是忽略粘性的影响。
1.4.3纵向运动稳定性问题
小水线面双体船由于其水线面积很小．与单体船相比，其纵向静复原力矩也很小，不足于平衡高速航行时作用在船上的水动力纵倾力矩和其他干扰力，所以其纵向运动(纵摇、垂荡)一般是不稳定的。为了解决这个问题，需要在片体内侧*近首、尾处设置两对稳定鳍。当然，稳定鳍还可用来消减船在波浪中的运动。小水线面双体船纵向运动稳定性是其稳性概念的引伸。纵向运动稳定性分析和稳定鳍尺寸的确定是小水线面双体船性能设计中的两个不可缺少的特殊的内容。而单体船的稳性问题通常仅指其横稳性问题。
1.4.4横向波浪诱导载荷问题
常规排水型单体船的船体结构强度问题主要是指其纵总强度。因此，由波浪引起的纵向载荷(弯矩、剪力)是进行纵总强度计算和设计的依据。但是单体船的纵向波浪诱导载荷习惯上属于强度问题的一部分而不再列入性能研究的范围。对于小水线面双体船来说其横向强度是结构强度问题的首要内容。这是因为片体形状窄长而侧向面积又相对较大，故横向波浪诱导载荷(横向弯矩、水平剪力)较大。这样，保证横向连接桥本身的结构强度和它与支柱连接处的结构强度应该是小水面双体船结构设计首先要考虑的问题。因而，横向波浪载荷的计算应该是其水动性能计算的一个组成部分，应在性能设计阶段完成。由于纵向波浪诱导载荷较小，而船体的长深比又较大，所以小水线面双体船的纵总强度一般是不成问题的[2]。
后面呢