4万吨级成品油船线型优化试验的研究.pdfVIP

4万吨级成品油船线型 优化试验研究 周占群 胡平 杨波 陈晓莹 35) (上海船舶运输科学研究所，上海2001 摘要近年来，在全球经济增长的影响下，沿海及近洋成品油船规模快速增长，并由灵便型向 大灵便型转移的趋势，而4万吨级成品油船将是中距离成品油船的主力船型。本文收集国内外4 万吨级油船的主尺度及船型参数，并考虑今后的发展趋势，确定了该型船舶的主尺度及船型参数， 在上海船研所肥大船型研究资料基础上，综合分析计算、优选，先后设计了三个方案线型，通过试验 分析比较，优选出推荐船型。该船与相近吨位船舶相比，LIB小，B／T大，船型优化设计有一定难 度，而优选船型有效解决了该船的快速性问题，性能优良，达到国际先进水平，可用于实船设计。该 船型资料与其他吨位船型形成新的系列船型，为今后开展油船研究提供详细的参考资料。 关键词成品油船，线型优化 1 引言 随着世界经济的好转，航运市场和造船市场出现了罕见的兴旺景象。全球能源消耗又重返“石 油时代”，将导致国际油轮运输需求持续增长，各类船型均出现大型化的发展趋势。沿海及近洋成 品油船规模快速增长，并由灵便型向大灵便型转移的趋势，而4万吨级成品油船则是中距离成品油 船的主力船型。这类船舶船长趋向缩短，船宽和型深增长，长宽比L／B相应下降，在5．3～5．8之 间，船体短肥，但载重量和航速却不断增加，而且世界各国等机构对船体安全性问题越来越重视，各 种新要求和规则不断推出，船体的空船重量不断增加，因此研究这类船舶的快速性、操纵性、适航 性、船体结构的安全性、防污染性能以及综合性能等，是目前航运和造船界的一个相当重要的课题， 其目的是追求船舶营运的经济性，降低船舶造价，以获得最大的经济效益。 本文对4万吨级成品油船线型优化试验研究，在广泛吸收国内外先进经验，总结我国肥大船型 研究资料基础上，进行综合分析计算，从流体力学基本原理出发，运用肥大船船型可分原理，分别对 首尾线型进行优化设计，先后形成三个方案线型，通过试验分析比较，最后优选出推荐船型方案。该 优选方案主尺度与相近吨位的船舶相比，L／B小，B／T大，船型优化设计有一定难度，通过优化设 计，有效解决了该船阻力、推进性能问题，性能优良，达到国际先进水平，可用于实船设计，并指导同 类型船舶设计的航速预报。 ·稿l· 2线型优化设计 4万吨级成品油船为经济型低速肥大船，兴波阻力很小，线型设计时力求减小摩擦阻力和黏压 阻力，最主要是减小黏阻力。运用船型可分原理，对首尾线型分别进行优化设计。 搜集国内外4万t级油船的主尺度及船型参数并考虑今后的发展趋势，确定了该型船舶的主 尺度及船型参数。以45000t化学品船为基础，通过改变吃水，变换船型设计了方案1船型。 方案1船型：SV球首、球尾，与45000t化学品船相比，前体变化较大，从17站～19．5站设计 吃水宽度变小，球首位置略高，尾部线型与45000t化学品船基本相同。 在方案1试验结果分析计算基础上，从减小阻力，提高推进效率着手改善尾部伴流场和船、机、 桨匹配，根据本所开发设计的新船型资料，设计了方案2船型。 方案2船型：较低水滴型球首，17站～19．5站设计吃水宽度增大，使首部进水流平缓，尾部排 水量上移，与方案1比较更V一点，减小阻力。 考虑到方案1球首伸出长度较大，球首面积也较大，综合方案1、2的特点，设计了方案3线型。 方案3船型：球首高度提高，球首面积在方案1与2之间，近乎为SV球首，尾部同方案2。 各方案主尺度、船型参数及球首参数比较见表1。 3模型和试验 试验船模为木制，船模19站及球首伸出首柱长度的一半处各装有直径为Imm激流丝一根。 试验用桨模采用备用桨，模型为巴氏合金，参数见表2。螺旋桨敞水试验由敞水动力仪测量， 测试结果由计算机采样分析处理。 阻力试验带舵，由电测阻力仪和机械天平仪测试，电测信号由计算机直接采样。 自航试验时安装桨与舵。自航试验采用德国R系列电测自航仪，自航试验采用强迫自航方 法，由计算机采样。 伴流试验由五孑L毕托管测量系统进行测量，伴流测试为设计吃水，航速Vm=1．284m／s