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耙吸挖泥船拖力预报研究

2012-01-22,

船海工程 2012年4期

,

(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200030)

耙吸挖泥船是吸扬式挖泥船的一种[1],它工作时不影响通航,能在一定的波高下正常作业,特别适用于沿海港口航道和大江河通航干道的疏浚。“十一五”期间,我国大型现代化挖泥船由过去的进口和改造船为主,全面转入了自主研制建造的崭新阶段[2]。与常规船舶不同,耙吸挖泥船除了需要对实船的航速进行预报之外,还要对挖泥工况下的耙吸拖力进行预报。因此,提出一套实船耙吸拖力预报方法。

1 双桨耙吸挖泥船拖力预报原理

1.1 实船航速预报方法

为研究船舶阻力和推进性能,需要进行船模阻力试验、螺旋桨敞水试验及船模自航试验。由试验结果对实船航速进行预报。通常使用的二因次方法是通过弗劳德法将船模阻力换算到实船总阻力或有效功率[3],用ΔCt-ΔCw方法[4]对实船航速进行预估。1978年15届ITTC 推荐的单桨船性能预报方法[5]采用了三因次换算法,即用(1+k)法换算实船总阻力及有效功率,并对实船航速进行预估。

双桨船自航试验,船模总阻力Rtm由左右两个螺旋桨共同承担,且两个螺旋桨左右对称。假设左右两个螺旋桨承受的负载是相等的,螺旋桨总推力为双桨推力的和,则试验得到的模型桨推力Tm、转矩Qm及转速Ns分别为

Tm=(TmL+TmR)/2

(1)

Qm=(QmL+QmR)/2

(2)

Nm=(NmL+NmR)/2

(3)

式中:TmL,TmR——左右桨的推力值;

QmL,QmR——左右桨的转矩值;

NmL,NmR——左右桨的转速值。

1.2 实船耙吸拖力预报方法

(4)

对应于船模自航试验的每一种航速Vm和拖力fm组合,模型自航点的阻力修正值Fd为

(5)

式中:ρm——船模试验时水的密度;……

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