冰级船主机功率理论预报方法研究

发布时间：2025-04-22 23:28

　　 强非线性冰载荷对极地航行商船的阻力和主机功率计算均提出巨大挑战。以往计算冰级船主机功率时,通常采用规范法的经验公式。尽管经验公式计算简便,但由于没有考虑航速变化对主机功率的影响,计算结果往往过于保守。本文基于离散元的理论方法和数值模型,采用阻力–速度曲线法建立了冰区加强型商船主机功率计算方法。借鉴中国商船"永盛轮"首航北极的实际航行经验,将预报方法应用于B1冰级的36 000 t冰级多用途船的主机功率计算中。计算结果表明,该方法计算获得的主机功率较规范法小。该预报方法将为我国极地商船设计与制造提供技术支撑。

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图1颗粒单元间的接触模型Fig.1Contactmodelbetweenelements

叻较颍???Mindlin理论和Mohr-Coulomb摩擦定律，并忽略切向粘滞力影响，则切向接触力为：Fs=Ksxn1/2xs，(2)Fs=min(Fs,sign(Fs)μFn)，(3)式中,xs为切向变形。法向刚度Kn和切向刚度Ks分别为：Kn=43E√R，(4)Ks=8G√....

图2船体三角形离散单元模型Fig.2Discretetriangleelementsonshipsurfaces

?水的密度；为船舶航速；为船舶的湿表面积，近似有：Cf=0.075(lgRe2)2，(18)S=LWLBT(1T+2B+2LWL)4.4(5(1CB1))23。(19)Re=VLWL/ννLWLCBCB=M/(ρLWLBT)M式中：Re为雷诺数；；其中为流体的运动粘性系数；为船舶....

图4不同航速时船舶冰阻力（H=0.8m）Fig.4Iceresistanceofshipatdifferentspeeds（H=0.8m）表2船舶在不同航速下的阻力及主机有效功率Tab.2Resistanceandeffectivepowerofmainengineof

T为冰区吃水，为船艏水线面面积。式（24）可应用的条件是且。上述物理量如无特殊说明，则长度的单位为m，角度的单位为（°）。表2船舶在不同航速下的阻力及主机有效功率Tab.2Resistanceandeffectivepowerofmainengineofshipatdiffere....

图6船舶在不同航速下的有效功率PE及其拟合曲线Fig.6EffectivepowerPEofshipatdifferentspeedsanditsfittingcurves

/s）水阻力/kN不同冰厚的冰阻力/kN有效功率/kW0.3m0.5m0.8m0.3m0.5m0.8m1.012.46381515.4620.4627.463.098.753780133407.24536.24695.245.0259.691042494181818.442543....

本文编号：4040874