三体船型与单体驱护舰型阻力性能.doc

——徐萍，等：三体船型与单体驱护舰型阻力性能的比较试验研究
上海造船2009年第1期（总第77期）——

三体船型与单体驱护舰型阻力性能
的比较试验研究

徐萍，韩芸，任毅，蔡新功
（708研究所，上海200011）

摘要：三体船型是1990年代发展起来的新船型，因为其主体长宽比远大于常规单体船型，从而在高航速时有效地降低了兴波阻力，通常具有比单体船型更为优秀的阻力性能。文章首先建立了基于二因次方法的三体船型模型实船阻力换算方法，完成了一型长宽比约13的三体船模阻力试验，并将其结果与我国常规单体驱护舰船型的系列模型试验资料进行了比较分析。结果表明，三体船型在高航速时，其总阻力可望比单体驱护舰船型降低10%以上。
关键词：三体船；阻力；模型试验
中图分类号：U674.951 文献标识码：B 文章编号：1005-9962(2009)01-0030-03
Abstract:Thetrimaranisanewhullformdevelopedin1990s.Duetoitsmainbody’slargelength-beamratio,whichisfarlargerthanthatoftraditionalmonohulls,thetrimaranhaslowerwave-makingresistanceathighspeed,andthereforehasbetterresistanceperformancethanthemonohull.Thispaperestablishesthemodel-fullscaleresistanceconversionmethodforthetrimaranhullformbasedontwodimensionalmethod.Theresistancetestofatrimaranmodelwithalength-beamrationabout13isperformed.Thetestresultsarecomparedwithourcountry’sexperimentaldataofseriesmodeltestsoftraditionalmonohulldestroyer-frigatehullforms.Theresultsshowthatthetotalresiatnceofthetrimaranislowerthanthemonohulldestroyer-frigatehullformbyover10%.
Keywords:trimaran;resistance;modeltest

三体船型是国外20世纪末发展起来的新船型，具有优良的综合航行性能。近些年来，三体船型的研究与开发已成为许多著名国际学术会议如SNAME、FAST、RINA、PRADS等的热点议题。英国海军2000年建成下水的海神号三体试验舰可以说是多体舰艇发展的重要里程碑。“海神”号的建成，引起了包括美国海军在内的世界各国海军的普遍关注。虽然“海神”号只是一型演示舰，但它的出现已影响到未来英国、美国以及其它国家海军水面舰艇的模式。美国和英国甚至认为“多体船技术将改变21世纪海军的面貌”，相继研制高性能、多用途、具有良好隐身性能的高速或特种水面舰船。
本文旨在建立三体船型船模实船的二因次阻力换算方法，并通过试验研究考察三体船型相对于单体驱护舰船型的阻力优势，为三体船型在我国海军水面舰船上的应用提供参考。
1基于二因次方法的三体船型阻力模型实船换算方法
根据二因次方法，三体船型实船总阻力系数可表示为：

第一作者简介：徐萍，女，高级工程师。1965年生，1987年毕业于大连理工大学船舶设计与制造专业，现从事船舶总体设计方面工作。

= (1)
式中：——三体船实船总阻力系数；
——三体船实船剩余阻力系数；
——三体船实船摩擦阻力系数；
——粗糙度补贴；
——三体船模型总阻力系数；
——三体船模型摩擦阻力系数。
模型主体和侧体的摩擦阻力系数分别用1957年ITTC船模实船相关线计算，即：
(2)
(3)
式中：——主体模型摩擦阻力系数；
——侧体模型摩擦阻力系数；
——主体模型雷诺数；
——侧体模型雷诺数。
则三体船模型摩擦阻力为：
(4)
式中：——主体模型湿表面积，m2；
——每一侧体模型湿表面积，m2。
从而，三体船模型剩余阻力：
(5)
式中：——三体船模型剩余阻力；
——三体船模型总阻力；
——三体船模型摩擦阻力。
于是，三体船模型剩余阻力系数为：
(6)
式中为三体船实船剩余阻力系数。
主体实船摩擦阻力系数和侧体实船摩擦阻力系数分别为：
(7)
(8)
式中：——主体实船雷诺数；
——侧体实船雷诺数。
主体实船的船模实船相关补贴