實船航速預(yù)報方法研究及其集裝箱船試航驗證.pdf

1、隨著海上運輸對船舶裝載量要求的日益增加以及船舶科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，運輸船舶大型化的趨勢也在逐漸加快。航速作為一項重要快速性指標，從船舶設(shè)計之初直至交船，都受到船廠、船東的高度關(guān)注。為了達到設(shè)計任務(wù)書對航速的要求，在船舶設(shè)計階段，需要實船航速預(yù)報方法來預(yù)報航速;在船舶建造完工交船前，需要實船航速試驗分析方法來檢驗航速。這兩種方法對于船舶設(shè)計與建造是必不可少的。因此，有必要對實船航速預(yù)報相關(guān)問題進行深入研究。
　　目前，航速預(yù)報主要有

2、船模試驗預(yù)報方法和計算流體力學(xué)(CFD)預(yù)報方法。前者具有較高的預(yù)報精度，盡管其耗資高昂且耗時漫長，但至今仍不失為主要的實船航速預(yù)報方法。后者隨著計算機與計算技術(shù)的迅速發(fā)展取得了突飛猛進的進步，其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，亦已成為實船航速預(yù)報的一種重要輔助手段。
　　航速預(yù)報的結(jié)果需要通過實船航速試驗來檢驗。實船航速試驗方法及對試驗數(shù)據(jù)的分析方法是評價船舶快速性性能和驗證航速預(yù)報結(jié)果準確性的重要手段。
　　本文研究工作主要包括以下四

3、部分:
　　(1)通過船模試驗方法預(yù)報實船航速
　　重點置于在船模阻力試驗三因次尺度效應(yīng)換算方法中，采用基于能量守恒的興波阻力系數(shù)近似表達式替代1978 ITTC方法中的興波阻力系數(shù)近似表達式，根據(jù)船模阻力試驗結(jié)果確定形狀因子的方法研究。該方法在1978 ITTC方法的基礎(chǔ)上，拓展了形狀因子計算方法適用的測量速度范圍。通過集裝箱船實船航速試驗結(jié)果驗證，采用該方法得到的形狀因子預(yù)報的實船航速較其它常用方法有更高的精度。

4、　　(2)通過CFD方法預(yù)報實船航速
　　重點置于在三因次CFD實船航速預(yù)報方法中，采用疊模粘性阻力修正系數(shù)，對粘性阻力計算結(jié)果中的非粘成分進行修正的修正三因次CFD方法的研究。該方法可以提高船?？傋枇ο禂?shù)及形狀因子的計算精度。通過集裝箱船船模試驗和實船試驗驗證，修正三因次CFD方法的船?？傋枇ο禂?shù)計算結(jié)果及實船航速預(yù)報結(jié)果較其它方法更加準確，能夠滿足工程精度要求。
　　(3)實船航速試驗方法研究
　　重點置于在實船試

5、航航速試驗測試中，引入AR線性自回歸數(shù)學(xué)模型處理航速記錄信息，并給出訓(xùn)練數(shù)據(jù)時長和航速收斂閾值兩個關(guān)鍵參數(shù)的推薦值，實現(xiàn)實船航速穩(wěn)定的自動判斷的方法研究。該方法克服了實船航速試驗過程中人為因素的干擾，為試驗人員判斷航速穩(wěn)定提供依據(jù)，同時也為實現(xiàn)實船航速試驗的自動化打下基礎(chǔ)。多次實船航速試驗實際操作驗證表明，該方法在3級海況以下，能夠?qū)崿F(xiàn)對航速穩(wěn)定的預(yù)測。
　　(4)實船航速試驗數(shù)據(jù)分析方法研究
　　重點置于根據(jù)現(xiàn)有的實船航速