708所致力提升船舶水动力性能
2012-06-20 11:17 | 中国船舶报 配套动态
3年前的5月25日,一座长280米的现代化拖曳水池在708所闵行分部正式启用。3年来,该所上下围绕新水池,在扎实推进基础性工作的基础上,在试验技术开发、船舶型线优化、螺旋桨设计、CFD(计算流体力学)技术应用、运动性能研究等方面开展了大量工作,有效地推动了基础研究向科研能力的转化,为船舶水动力性能的提升提供了重要的技术支持。
当前,EEDI(船舶能效设计指数)等国际新规则即将实施,设计水动力性能优良的船舶成为提高船舶企业竞争力的重要法宝。据了解,708所下一阶段将利用现代化拖曳水池在船舶型线优化、螺旋桨设计优化、水动力节能装置优化等的试验技术开发方面作出更大努力,取得更好成绩。
基础工作扎实推进
在过去的3年里,708所做了大量基础性工作,进行了大量重复性试验,以检验其现代化拖曳水池检测系统的稳定性。该所持续跟踪监测拖车运行轨道的平直度,以确保拖车稳定运行和它的试验精度。其以9000TEU集装箱船标准模型为依托进行重复性试验,结果表明,该水池阻力试验的误差为士1% ,航速预报的偏差在士0.1节范围内。除标准模型外,该所还开展了4700TEu 集装箱船模型的试验,其结果与国外著名水池的试验数据非常吻合。
708所还分别开展了4万吨、7万吨、11万吨、16万吨、30万吨级油船的水池试验,并与国外著名水池(或实船)的系列试验数据进行对比,结果表明,航速预报偏差为土 0.1节。
通过以上工作的有序推进,该水池基本建立了评价试验结果可靠性的体系.以及模型一实船试验的相关数据。此外,708所还建立了完整的质量控制体系,确保从模型加工到试验,再到结果分析的每一个环节都处于可控状态。
硬件设施逐步完善
为使水池的试验系统更加完善,功能更加齐备,708所3年来开发了多个相关技术,安装了相关结构。
该所安装了平面运动机构并进行了调试,使得该水池在具备快速性、耐波性试验能力的基础上,新增了横荡、斜拖等操纵性试验功能;开发了三向伴流仪.结束了水池只能测试轴向伴流的历史;开发了吊舱敞水试验技术,拓展了试验能力,结合即将开发的自航吊舱试验技术,有望打破国外在吊舱试验方面的垄断。
作为该现代化水池的重要补充,708所近期建成了船舶水动力性能模拟器,该模拟器可在初步设计阶段模拟、演示、评价船舶在实际环境下的直行和回转等运动情况。
此外,该所引人了五轴数控切削机,使船模的加工精度和对称性大为提高。从2011年初投人试用至今,该所利用五轴数控切削机已经完成40余艘船模的加工任务。数控切削船舶模型为现代化水池试验能力的最终形成起到了至关重要的作用。
试验工作稳步开展
3年来,708所的现代化拖曳水池先后完成了超大型油船(VLCC)、20.6万吨散货船、4700TEU集装箱船、科考船、海洋平台的相关试验课题,试验内容包括型线优化试验、CFD 计算验证试验、螺旋桨设计和优化验证试验、节能装置设计和优化等快速性试验、浅水状态下的压力场测试、双体船的耐波性试验等方面。
结合CFD技术,708所利用新水池先后完成了VLCC、万箱集装箱船等几十型产品、数百个型线CFD计算优选后方案的模型试验验证,平均优化效果达到4% 、5%。经过模型试验验证的螺旋桨陆续应用于2.5万吨、4万吨、11.5万吨油船,1100TEU集装箱船等实船。基于该水池的验证,CFD技术在方案比较、伴流场模拟、形状因子确定、螺旋桨敞水计算等方面发挥越来越独特作用,促进了新水池试验技术的发展和预报能力的形成。在708所,CFD应用技术和模型试验技术互为补充,相得益彰。