微气泡减阻喷气参数换算关系研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:a7762350
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近二十年来,随着我国经济的持续快速发展,船舶航运业得到了极大的增长,船舶油运能源消耗逐年增高。再加上世界能源需求的日益紧张,新型节能方式的研究受到各国的广泛关注。其中微气泡减阻是一种前景非常光明的节能方式。微气泡减阻通过微气泡改善边界层结构进而达到减小船舶的摩擦阻力。大量文献报道微气泡减阻效果明显,日本学者曾在一艘7800t的海船上进行试验,取得了绝对减阻率5.44%的减阻效果。然而各国学者虽然在船舶微气泡减阻研究领域取得了一些成果,但是除少数实船应用实例以及部分以实船为对象的实验性质的研究外,大多数成果仍然停留在实验室阶段,无法应用于工程实际。制约微气泡减阻技术应用于实船的一个非常重要原因就是,减阻效果所依赖的因素太多,特别是模型实验的结果与实船之间的相似关系没有解决,即优秀的模型喷气参数无法通过简单的缩尺比换算到实船上。模型实验与实船之间的相似关系在武汉理工大学陈克强老师的《863高速气泡船船型研究报告》中有过初步的探讨,但是其相似关系并不完善。本文通过系列简化模型进行数值模拟,找出不同模型(Fr相同、Re不同)之间喷气参数的数值关系,由此来验证并进一步探讨其对应关系,为微气泡实船预报提供理论依据。本文的研究对象为4个模型,分别是2m、4m、6m、8m四个尺度,对每个尺度的模型都使用喷气参数组合来进行数值模拟,从而可以清晰地发现喷气参数对船舶阻力的影响规律。数值计算中不计算自由面影响。本文中考察的喷气参数有三个:①喷气流量Q、②喷气缝的大小b、③喷缝上缘距船底的垂直距离h。通过数值模拟计算,并对计算结果进行,本文得出以下结论:①.当模型尺度和来流速度大小确定时,减阻率随着喷气流量的增加而增大,当喷气流量达到饱和后,再增大喷气流量,减阻率变化不大。②.本文计算的四个模型在饱和喷气流量下,摩擦阻力减阻率都达到了40%以上,绝对减阻率也均在10%以上,由此可见,微气泡的减阻效果和应用前景十分可观。③.微气泡减阻不仅减小船舶的摩擦阻力,还会影响船体表面的压力分布减小艏艉压力差,进而减小船舶的粘压阻力。④.当来流速度一定时,喷缝处的喷气速度对微气泡在船底的运动速度影响很小。即微气泡在离开喷缝后很短的距离内其速度会降低到与来流速度一致(相近)。⑤.当模型尺度、来流速度和喷气流量确定后,喷气参数h和b对船舶阻力的影响很小,故在微气泡减阻相似换算时h和b值可以不考虑换算。⑥当模型尺度和来流速度大小确定后,喷气流量在达到饱和前对船舶阻力的影响很大。傅汝德相似的模型之间饱和喷气流量换算关系为:
其他文献
随着陆上资源日渐枯竭,人们将目光转移到了海洋,在不断加大力度对海上油气田进行开发的过程中,海底管路发挥了重要作用。但海底管路通常会由于海水侵蚀破损产生油气泄漏,从而
陈鹤琴先生曾指出:“大自然、大社会都是活教材.”他认为,幼儿是在周围的环境中学习的.我园是一所农村幼儿园,蕴藏着丰富的自然资源.结合我园的地域优势,充分挖掘和有效利用
管子加工是船舶建造的重要内容,完善管子生产调度体系是企业缩短管子加工周期,促使我国船舶业继续向总装化造船发展的有效手段之一。  调度层是船厂车间层与决策层之间的重
产品是制造出来的,产品的品质是靠检测来保证的。汽车工业是典型的规模化制造业,不仅需要一流的制造技术,而且需要一流的检测技术。汽车零部件种类繁多,在线、高效、高精检测是一
在微纳米测量领域,微小球经常被用来作为球形探针。传统的接触探头通常采用直径为几个毫米到0.3毫米范围的红宝石球或钢球,但是为了方便插入小的凹槽中测量凹槽壁等小工件,要
随着人们对社会安全要求的增加,基于生物特征的身份识别方法逐渐受到广泛的关注。生物特征识别系统中图像的预处理算法和嵌入式的生物识别系统是当前生物特征识别领域研究的
船舶在波浪中航行时,由于船体和波浪之间的剧烈相对运动,不可避免地会出现砰击现象。砰击发生时,最突出的问题是在与波浪发生直接冲撞的船体区域产生巨大的砰击压力,严重时会
软交换技术是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术,已经逐渐成为电路交换向分组交换演进的主流技术。随着下一代网络(NGN)概念的提出,国内外对软交换的研究达到了高潮。下一
计程仪是指示船舶航行速度和里程的仪器,是船舶驾驶中不可或缺的重要设备。电磁式计程仪是一种应用电磁感应原理测速的计程仪,在上世纪80、90年代新造船中得到了广泛的应用。由
智能结构是在结构中集成传感器、控制器及作动器,其内涵是基于材料/结构的机敏特性和信息处理单元的紧密融合或集成,赋予结构健康自诊断、环境自适应及损伤自愈合等某些智能功