论文部分内容阅读
摘要：介绍了船模拖曳水池概况，以及水池轨道、拖车性能指标，结合水池尺度合理选择了标定用的阻力模型,并给出船模对比试验的结果。试验结果表明，该水池的各项性能指标良好。能满足教学科研和工程上的试验要求。
关键词：船舶性能；拖曳水池；船模试验
中图分类号：U661.73文献标志码：B
Contrast Study on the Test of Towing Tank Ship Model
YANG Da ming, YIN Yun kai, SHI Qi, ZHAO Hong jiang, XU Ying wu
(School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Jiangsu University of Science and Technology,
Zhenjiang Jiangsu 212003, China)
Abstract:The paper introduces the newly built towing tank, with details of tank rail, and carriage performance. The calibration resistance model is selected in accordance with the size of the towing tank. Contrast test results show that the tank performance is good, and the requirement for scientific researches and engineering practice can be met.
Key words:ship performance；towing tank；ship model test
船模拖曳水池是进行船舶快速性试验研究的基本设施，也可以进行船舶操纵性和耐波性的部分试验。是船舶性能试验的主要设施之一。目前，我国有大小拖曳水池十余座，分布在船研所和大学中［1］。大多数建于20世纪70-80年代。近些年，船模拖曳水池有一个改建的小高潮，多数水池进行了拖车电控系统、数据采集系统等改造。江苏科技大学新建的船模拖曳水池，全长100m，宽度6m，内壁水面宽5.5m，水深可以调节，范围在0.3～2m。拖车测桥在垂向和横向可移动，横向可移至距左侧池壁0.6m；上下升降行程1.5m，可用于做浅水实验一般采用３～4m模型，土建工作于2002年8月结束。大型拖车，最高车速6m/s。最低车速0.01m/s。水池拖车于2003年11月完成，造波设备及所需的测试仪器仪表也陆续完成。并进行了一些初步的试验对比工作，主要进行了船模的阻力拖曳试验，与
原有的实验数据进行了比较。模型试验受水池条件的限制，不可避免地存在着下列误差：尺度效应和阻塞效应。通过对比试验，寻求出本水池的试验数据结果的重复性、正确性、可靠性；以及模型速度修正、实船功率估算等。
1试验情况
根据拖曳水池的主尺度以及今后水池主要的试验船舶模型类型。确定选择低速船舶为试验模型。该船模分别在708所和702所水池进行了拖曳阻力试验。并在江苏科技大学进行了几次试验。模型缩尺比为30，型线图略，实船及船模尺度见表1。船模材料为玻璃钢，船模肋骨加密，外板比一般试验的阻力模型要厚实。是作为今后水池标定的阻力标模。表面经油漆达到平顺光滑，船模未装附体。在离船首L/20处装有1mm激流丝。船模阻力Rm由阻力仪测得，实验采用电测式阻力仪，阻力仪安装在拖车上，拖线经导轮与阻力仪连接。下端连接拖线带动船模前进。按事先拟定的试验速度启动拖车，待拖车到达稳速状态后释放船模制动器，开始测定阻力和相应的航模速度。在测量已经完成时停止记录，制动航模，再使拖车减速直到停止。然后以低速将拖车退回到试验起始位置，等待水面平静后再作下个速度点试验。记录水池水温［2］。模型试验见图1。江苏科技大学水池船模静水阻力曲线见图2。三个不同水池船模静水阻力曲线见图3。
2试验结果
根据阻力试验结果可分析得出水池船模静水阻力试验的重复性、准确性、可靠性。由图1分析得出，水池重复阻力试验结果在中低速时（1.5m/s）曲线吻合度很好，Vm1.5m/s时两次阻力试验结果略有偏差。按照二因次法换算到实船阻力和功率，在中低速（7-16kn）时曲线吻合度很好，Vs16kn后两次阻力试验结果换算到实船阻力和功率略有偏差。本水池在做中低速船舶时，即设计航速Vs=14kn(Vm=1.2m/s)左右，试验的重复性、准确性、可靠性好。在中高速时,由于船模横剖面面积与水池横剖面面积之比大于，引起试验水池的阻塞效应。需要加入相关系数，进行合理的数据修正。
由图2进行比较可看出，由于水池的主尺度小，实测的阻力数据大于研究所试验的阻力数据。除了水温影响，这是由于池体阻塞引起的必然结果，造成实测船模阻力大于研究所阻力试验数据。但是数据曲线的趋势正确。可按下式修正速度。即a=Ax1+x-bVm22g(x2+2x),式为ΔV/Vm与A,a,Vm的关系式。若已知A,a及Vm值即可求出回流的平均速度ΔV［3］。由此可见，速度修正与船池的尺度、船模的尺度及拖曳速度有关。影响船模试验结果的因素很多。试验仅进行了低速船模拖曳试验研究，随着试验任务的增多，还将进行大型船模或者高速船模的阻力试验研究。通过多次试验，寻求合理的修正关系系数。使预估的结果趋于合理，符合工程试验要求。为我国船舶工业的发展做出应有的贡献。
参考文献
［1］郝亚平.船舶性能试验技术［M］.北京:国防工业出版社.1991.
［2］CB*/Z326-1982.一般排水量船模阻力试验规程及结果的标准表达形式［S］
［3］俞湘三.船舶性能试验技术［M］.上海:上海交通大学出版社,1991.
［4］高高,夏琼.船舶波形阻力数值计算［J］.船海工程,2006(4):8-11.
关键词：船舶性能；拖曳水池；船模试验
中图分类号：U661.73文献标志码：B
Contrast Study on the Test of Towing Tank Ship Model
YANG Da ming, YIN Yun kai, SHI Qi, ZHAO Hong jiang, XU Ying wu
(School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Jiangsu University of Science and Technology,
Zhenjiang Jiangsu 212003, China)
Abstract:The paper introduces the newly built towing tank, with details of tank rail, and carriage performance. The calibration resistance model is selected in accordance with the size of the towing tank. Contrast test results show that the tank performance is good, and the requirement for scientific researches and engineering practice can be met.
Key words:ship performance；towing tank；ship model test
船模拖曳水池是进行船舶快速性试验研究的基本设施，也可以进行船舶操纵性和耐波性的部分试验。是船舶性能试验的主要设施之一。目前，我国有大小拖曳水池十余座，分布在船研所和大学中［1］。大多数建于20世纪70-80年代。近些年，船模拖曳水池有一个改建的小高潮，多数水池进行了拖车电控系统、数据采集系统等改造。江苏科技大学新建的船模拖曳水池，全长100m，宽度6m，内壁水面宽5.5m，水深可以调节，范围在0.3～2m。拖车测桥在垂向和横向可移动，横向可移至距左侧池壁0.6m；上下升降行程1.5m，可用于做浅水实验一般采用３～4m模型，土建工作于2002年8月结束。大型拖车，最高车速6m/s。最低车速0.01m/s。水池拖车于2003年11月完成，造波设备及所需的测试仪器仪表也陆续完成。并进行了一些初步的试验对比工作，主要进行了船模的阻力拖曳试验，与
原有的实验数据进行了比较。模型试验受水池条件的限制，不可避免地存在着下列误差：尺度效应和阻塞效应。通过对比试验，寻求出本水池的试验数据结果的重复性、正确性、可靠性；以及模型速度修正、实船功率估算等。
1试验情况
根据拖曳水池的主尺度以及今后水池主要的试验船舶模型类型。确定选择低速船舶为试验模型。该船模分别在708所和702所水池进行了拖曳阻力试验。并在江苏科技大学进行了几次试验。模型缩尺比为30，型线图略，实船及船模尺度见表1。船模材料为玻璃钢，船模肋骨加密，外板比一般试验的阻力模型要厚实。是作为今后水池标定的阻力标模。表面经油漆达到平顺光滑，船模未装附体。在离船首L/20处装有1mm激流丝。船模阻力Rm由阻力仪测得，实验采用电测式阻力仪，阻力仪安装在拖车上，拖线经导轮与阻力仪连接。下端连接拖线带动船模前进。按事先拟定的试验速度启动拖车，待拖车到达稳速状态后释放船模制动器，开始测定阻力和相应的航模速度。在测量已经完成时停止记录，制动航模，再使拖车减速直到停止。然后以低速将拖车退回到试验起始位置，等待水面平静后再作下个速度点试验。记录水池水温［2］。模型试验见图1。江苏科技大学水池船模静水阻力曲线见图2。三个不同水池船模静水阻力曲线见图3。
2试验结果
根据阻力试验结果可分析得出水池船模静水阻力试验的重复性、准确性、可靠性。由图1分析得出，水池重复阻力试验结果在中低速时（1.5m/s）曲线吻合度很好，Vm1.5m/s时两次阻力试验结果略有偏差。按照二因次法换算到实船阻力和功率，在中低速（7-16kn）时曲线吻合度很好，Vs16kn后两次阻力试验结果换算到实船阻力和功率略有偏差。本水池在做中低速船舶时，即设计航速Vs=14kn(Vm=1.2m/s)左右，试验的重复性、准确性、可靠性好。在中高速时,由于船模横剖面面积与水池横剖面面积之比大于，引起试验水池的阻塞效应。需要加入相关系数，进行合理的数据修正。
由图2进行比较可看出，由于水池的主尺度小，实测的阻力数据大于研究所试验的阻力数据。除了水温影响，这是由于池体阻塞引起的必然结果，造成实测船模阻力大于研究所阻力试验数据。但是数据曲线的趋势正确。可按下式修正速度。即a=Ax1+x-bVm22g(x2+2x),式为ΔV/Vm与A,a,Vm的关系式。若已知A,a及Vm值即可求出回流的平均速度ΔV［3］。由此可见，速度修正与船池的尺度、船模的尺度及拖曳速度有关。影响船模试验结果的因素很多。试验仅进行了低速船模拖曳试验研究，随着试验任务的增多，还将进行大型船模或者高速船模的阻力试验研究。通过多次试验，寻求合理的修正关系系数。使预估的结果趋于合理，符合工程试验要求。为我国船舶工业的发展做出应有的贡献。
参考文献
［1］郝亚平.船舶性能试验技术［M］.北京:国防工业出版社.1991.
［2］CB*/Z326-1982.一般排水量船模阻力试验规程及结果的标准表达形式［S］
［3］俞湘三.船舶性能试验技术［M］.上海:上海交通大学出版社,1991.
［4］高高,夏琼.船舶波形阻力数值计算［J］.船海工程,2006(4):8-11.