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小水线面双体渔政船总体设计初步研究

作　者: 陈建涛
导　师: 纪卓尚
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 小水线面双体船渔政船参数设计参数优化总体设计
分类号: U662
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

渔政船(Fishery Administration Ship)是渔业行政执法管理船舶的简称,指在渔业专属水域执行渔政任务的船舶,又称渔业保护船。渔政船主要用于渔场巡视、监督并检查渔船执行国家渔业法规的情况,保护水域环境,制止酷渔滥捕、违法排放油类、废弃物及其他有害物质,维护渔场生产秩序,处理渔业生产纠纷；也用于监督、检查国际渔业协定的执行情况,维护本国的渔业权益。有的渔政船兼负渔业生产指挥、发布渔情和气象通报以及海上医疗、海难救助等任务。我国海域幅员辽阔、渔业行政执法管理任务逐年加重、现代渔业行政执法管理的新理念新要求等现状,使得现有的渔政船已经远远无法适应恶劣的海况及满足其日益繁重的任务的要求,迫切需要开发新型渔政船。小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hull, SWATH)又称为半潜式双体船(Semi-Submerged Catamaran, SSC),是一种为了改善耐波性、减小兴波阻力,将常规双体船的片体在水线处缩小宽度形成狭长流线型水线面的双体船型。本文基于一艘常规船型渔政船进行了小水线面双体渔政船片体的参数设计、参数优化工作,得出最终的优化结果,并针对优化结果进行了总体设计初步方案的确定和研究工作：(1)在已经建造的小水线面双体船统计资料的基础上,根据经验进行小水线面双体渔政船片体参数的初步设计工作,作为参数优化的原型。(2)根据小水线面双体船统计规律,制定小水线面双体渔政船片体参数分析优化方案；利用流体力学理论及粘性数值模拟方法,对不同片体参数下的小水线面双体渔政船进行分析优化；根据不同片体参数下的优化分析结果,确定最终的优化参数,并与原型进行比较。(3)分析确定小水线面双体渔政船的主尺度及其他船型参数,进行总布置设计及型线设计工作,对快速性等主要性能进行分析或估算,并比较小水线面双体船渔政船和普通船型渔政船的这些性能。本文工作对小水线面双体渔政船进行了初步设计和基于最小阻力分析优化的研究工作,论证了研究开发新型渔政船的必要性,及设计建造小水线面双体渔政船的可行性先进性,对设计和建造渔政船具有借鉴和指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-28
  1.1 渔政船概述  10-15
    1.1.1 渔政船的分类  10-11
    1.1.2 渔政船的性能要求  11-13
    1.1.3 我国渔政船的总体现状  13-14
    1.1.4 开发新型渔政船的必要性  14-15
  1.2 小水线面双体船型概述  15-23
    1.2.1 小水线面双体船发展简史  16-19
    1.2.2 小水线面双体船性能特点  19-23
    1.2.3 建造小水线面双体渔政船的可行性  23
  1.3 船舶粘性数值模拟的概况及进展  23-26
  1.4 本文工作内容及意义  26-28
2 小水线面双体渔政船片体参数的初步设计  28-38
  2.1 船舶设计概述  28-29
  2.2 船舶参数的选择  29-30
  2.3 小水线面双体渔政船片体参数选择的具体过程  30-37
    2.3.1 作为容积型船舶进行船舶参数的选择  32
    2.3.2 作为载重型船舶进行船舶参数的选择  32-37
  2.4 本章小结  37-38
3 基于最小阻力小水线面双体渔政船片体参数分析优化  38-77
  3.1 小水线面双体渔政船片体参数优化工具及方法介绍  39-50
    3.1.1 GAMBIT软件简介  39-40
    3.1.2 FLUENT软件介绍  40-41
    3.1.3 小水线面双体渔政船阻力数值模拟方法  41-50
  3.2 加速小水线面双体渔政船片体参数分析优化工作  50-58
    3.2.1 做好小水线面双体渔政船优化方案的制定工作  50
    3.2.2 做好小水线面双体渔政船优化模型的建模工作  50-53
    3.2.3 做好小水线面双体渔政船数值模拟的计算工作  53-58
  3.3 小水线面双体渔政船片体参数分析优化方案的制定  58-62
    3.3.1 下浮体横剖面形状方案  58-59
    3.3.2 下浮体纵剖面线型方案  59
    3.3.3 下浮体长径比L_B/D_B方案  59-60
    3.3.4 下浮体尾轴下沉方案  60
    3.3.5 支柱的线型方案  60
    3.3.6 单/双支柱形式方案  60
    3.3.7 支柱的最大厚度t_s方案  60-61
    3.3.8 支柱倾斜度方案  61
    3.3.9 支柱沉深H_s方案  61
    3.3.10 支柱与下浮体中横剖面之间的纵向距离x_0方案  61
    3.3.11 两片体中纵剖面间距2b方案  61-62
  3.4 小水线面双体渔政船片体参数分析优化的具体工作  62-72
    3.4.1 下浮体横剖面形状方案分析优化  62
    3.4.2 下浮体纵剖面线型方案分析优化  62-63
    3.4.3 下浮体长径比L_B/D_B方案分析优化  63-65
    3.4.4 下浮体尾轴下沉方案分析优化  65
    3.4.5 支柱的线型方案分析优化  65
    3.4.6 单/双支柱形式方案分析优化  65-66
    3.4.7 支柱的最大厚度t_s方案分析优化  66-67
    3.4.8 支柱倾斜度方案分析优化  67-68
    3.4.9 支柱沉深H_s方案分析优化  68-69
    3.4.10 支柱与下浮体中横剖面之间的纵向距离x_0方案分析优化  69-71
    3.4.11 两片体中纵剖面间距2b方案分析优化  71-72
  3.5 小水线面双体渔政船片体参数分析优化最终结果  72-76
    3.5.1 小水线面双体渔政船片体参数分析优化结果综合  73-74
    3.5.2 小水线面双体渔政船优化前后船舶阻力比较  74-76
  3.6 本章小结  76-77
4 小水线面双体渔政船总体设计初步方案  77-83
  4.1 小水线面双体渔政船主尺度及船型参数的分析与确定  77-78
    4.1.1 确定船长  77
    4.1.2 确定船宽  77-78
    4.1.3 确定型深  78
    4.1.4 确定其他主尺度及船型参数  78
  4.2 小水线面双体渔政船总布置设计  78-79
  4.3 小水线面双体渔政船型线设计  79-80
  4.4 小水线面双体渔政船主要技术性能分析与估算  80-82
    4.4.1 快速性分析估算  80-81
    4.4.2 其他性能的分析  81-82
  4.5 本章小结  82-83
结论  83-84
参考文献  84-87
附录A 1000吨级常规船型渔政船全船说明书  87-90
附录B 1000吨级小水线面双体渔政船全船说明书  90-93
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  93-94
致谢  94-95

小水线面双体渔政船总体设计初步研究

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