申请/专利权人：武汉理工大学

申请日：2023-09-21

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN117332710B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F17/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2024.01.19#实质审查的生效;2024.01.02#公开

摘要：本发明涉及一种基于新型阻力分解的中低航速时方艉船阻力快速预报方法，根据船体不同部位的湿表面积以及不同的水动力成分，将船体总阻力系数Ct分解为摩擦阻力系数Cf，船侧动压阻力系数船尾动压阻力系数干艉封板静压阻力系数湿艉封板静压阻力系数利用已有经验公式或理论计算方法，预报各阻力成分；通过对各阻力成分进行求和，预报总阻力。本发明分离了受湍流影响较大的方艉船尾封板阻力、受湍流影响较小的船侧阻力等成分，并发现了以往忽略的湿尾封板静压阻力，通过引入钝体阻力系数、方尾兴波参数并对现有Neumann‑Michell理论进行修正，分别描述中低航速时漩涡区对船尾动压阻力、船侧动压阻力的影响，从而实现对方艉船总阻力的快速、准确预报。

主权项：1.一种基于新型阻力分解的中低航速时方艉船阻力快速预报方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用新型阻力分解方法对方艉船阻力进行分解：根据船体不同部位的湿表面积以及不同的水动力成分，将船体总阻力系数Ct分解为摩擦阻力系数Cf，船侧动压阻力系数船尾动压阻力系数干艉封板静压阻力系数湿艉封板静压阻力系数S2、各阻力成分的实用计算：利用已有经验公式或理论计算方法，预报各阻力成分；其中：摩擦阻力Cf采用ITTC1957平板摩擦公式计算得到 其中：ss为船侧曲面的湿表面积，Re为雷诺数，表达为Re＝VsLsv，其中水的运动粘性系数取为ν＝1.14×10-6m2s，Vs表示航速，Ls表示船长；干艉封板静压阻力表达为： 其中：表示Froude数，Vs表示航速，Ls表示船长，x,y,z表示船体曲面坐标，表示船体曲面法向量；da表示船体曲面离散单元的面积；表示方艉船后流体运动导致水面下降，形成的尾封板的干表面；湿尾封板静压阻力根据压力分解方法得到的，表达为： 其中：表示湿尾封板表面，ηdry表示干尾封板高度；船尾动压阻力系数根据钝体阻力系数Cd表达为： 其中：表示湿尾封板的表面积，钝体阻力系数Cd简单选择为Cd≈0.04；船侧动压阻力系数采用对Neumann-Michell势流理论进行修正计算得到： 其中：p*表示船侧水动压力，表达为 式中：分别为速度势的x，y，z方向偏导数，速度势为计及方尾后自由液面的局部非线性，对Neumann-Michell理论进行修正后计算得到的，表达为 其中：表示Hogner速度势，表达为 式中：G为格林函数； 表示自由液面速度势，表达为 其中： 式中，下标x，y，z表示相应偏导数，φ表示源点速度势，，表示方尾后凹陷自由液面，∑F表示平均自由液面，η0表示方尾后自由液面形状，表达为 其中，bs表示船尾宽度，lh表示船后尾流凹陷区长度，取为lh≈bs， 表示NM速度势，表达为 其中，Nnode表示离散后的面元节点数量，Aij表示配置矩阵，与航速、船体几何外形有关，与传统Neumann-Michell理论计算方法一致，j表示单元节点编号，φj表示第j个节点上的速度势；S3、总阻力预报：通过对各阻力成分进行求和，预报总阻力。

全文数据：

权利要求：

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