[發明專利]多路況高速救援全墊升氣墊船裝備自吹氣流動減阻方法

有效

• 申請號: 201710572039.4
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107618618B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 辛大波;王振杰;張洪福;朱林;劉軍;劉超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱創奇旅游裝備科技開發有限公司;東北林業大學
• 主分類號: B63B9/00
• 分類號: B63B9/00;B60V1/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種多路況高速救援全墊升氣墊船裝備自吹氣流動減阻方法，其步驟如下：一、對于具體氣墊船進行流場的數值模擬，提取氣墊船客艙尾部的流線圖，通過流線圖判定流體分離點位置，并做標記；二、在標記好的分離點位置設置吹氣孔，結合氣墊船墊升氣囊的結構形式，將吹氣孔與氣墊船墊升通道之間采用管道連接，實現自吹氣。本發明利用高速行駛中的氣墊船墊升氣囊與外界環境存在壓力差的自身特點，實現了氣墊船氣動減阻的自吹氣控制方法，與其他主動減阻方法相比，該方法無需外界供能，安裝方便，經濟高效。另外，較好的減阻性能能夠使得氣墊船的推進動力得到充分的利用，達到大大節約燃料成本的目的。

技術領域

本發明涉及一種基于自吹氣控制減阻方法，尤其涉及一種全墊升氣墊船自吹氣氣動減阻方法，屬于流體力學領域的流動控制方向，應用于船舶工程技術領域。

背景技術

我國擁有漫長的海岸線，眾多的島嶼、河流與湖泊，水運資源非常豐富。另外，隨著國民經濟的發展，人民生活水平的提高，客流將大幅度增加，從而為高速客船的發展提供了巨大的市場需求。快速性作為船舶航行的一個主要性能，重要性越來越凸顯出來，而要使船的快速性提高，關鍵就在于船舶減阻。對于全墊升式氣墊船來說，由于船體與水流之間不會直接接觸，大大減小了水流對船體阻力的貢獻，因此空氣型阻力是氣墊船阻力的主要組成部分。在高速行駛時，氣墊船受到的空氣阻力與其速度的平方成正比。而與之相關的克服空氣阻力所做功率，則與船體速度的三次方成正比，所以高速行駛時氣墊船通過燃油得到的動力有相當一部分用于克服空氣阻力。因此，氣墊船減阻效果的提升，能使船舶在獲得一定航速時受到的阻力更小，從而對推進功率的需要也會減少，進而使得船舶的推進動力得到充分的利用，達到節約燃料成本的目的。另外，減少的燃油消耗量也意味著減少氣墊船排放的廢氣，減小對大氣環境的污染。

氣動減阻技術包括被動措施與主動措施。被動措施是在不改變氣墊船結構與使用功能的前提下，適當改變氣動外形布置或者附加一些裝置，從而得到具有較好的減阻能力的鈍體繞流特征，但從研究成果來看被動措施減阻效果有限，且在可能出現的設計范圍外會導致鈍體流場特征的惡化，使阻力劇增。主動措施是通過提供外部能量來改變鈍體的繞流風場特征，形成具有優良品質的繞流特征，進而提高鈍體減阻效果，而且通過更深入的設計，可以根據鈍體來流環境實時改善流場特征。物體表面吹氣的方法是一鐘典型的流動控制方式，其研究最早針對于提高飛行器升力面的特性。通過外部供給能量對安裝在物體表面的吹氣裝置施加吹氣氣流，通過吹氣氣流對繞流風場施加作用，進而改善物體表面繞流流場結構。基于吹氣氣動控制措施已在翼型增升減阻、大跨橋梁減小風振以及汽車氣動減阻等研究領域取得了較為突出的成果。從吹氣方式對物體繞流影響的基本原理來看，研究利用吹氣方法改善氣墊船空氣作用特性從而減小氣墊船氣動阻力，是很有意義的實際問題。目前，在國內民用氣墊船的氣動減阻技術尚屬空白。

發明內容

本發明提供了一種多路況高速救援全墊升氣墊船裝備自吹氣流動減阻方法，旨在利用自吹氣的流動控制方法，抑制邊界層分離，改善繞流場結構，從而達到減阻目的。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多路況高速救援全墊升氣墊船裝備自吹氣流動減阻方法，包括如下步驟：

一、對于具體氣墊船進行流場的數值模擬，提取氣墊船客艙尾部的流線圖，通過流線圖判定流體分離點位置，并做標記；

二、在標記好的分離點位置設置吹氣孔，結合氣墊船墊升氣囊的結構形式，將吹氣孔與氣墊船墊升通道之間采用管道連接，實現自吹氣。

本發明利用高速行駛中的氣墊船墊升氣囊與外界環境存在壓力差的自身特點，實現了氣墊船氣動減阻的自吹氣控制方法，與其他主動減阻方法相比，該方法無需外界供能，安裝方便，經濟高效。另外，較好的減阻性能能夠使得氣墊船的推進動力得到充分的利用，達到大大節約燃料成本的目的。

附圖說明

圖1為吹氣孔布置位置，a-前視圖，b-后視圖，c-側視圖，d-俯視圖；