[發(fā)明專利]減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711192563.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN108116617B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅正新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梅正新
• 主分類號(hào): B63B1/32
• 分類號(hào): B63B1/32
• 代理公司: 11127 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王春光

本發(fā)明提供了一種減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，該減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于一船舶，該船舶具有一前端以及一艉端，該前端與該艉端之間形成一中心線，該減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)包括至少一擾流器，該擾流器設(shè)置于該船舶兩側(cè)的最寬處與該艉端之間的表面上，或該擾流器設(shè)置于該船舶底部的吃水最深處與該艉端之間的表面上；通過該擾流器的設(shè)置以產(chǎn)生紊流可使船舶航行時(shí)的阻力減小，而可提升船舶行進(jìn)的速度或減少燃料的耗用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于一種在船舶載具的船殼表面設(shè)置擾流器以產(chǎn)生紊流而借此減少航行阻力的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

背景技術(shù)

船舶于航行時(shí)承受水的阻力，阻力影響行進(jìn)速度甚巨。阻力不但使船舶耗用更多的能量及燃料，其動(dòng)力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)與動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)需承受較大的負(fù)荷而易耗損，且會(huì)增加航行的時(shí)間，制造更多的廢氣及廢熱，造成環(huán)境的污染以及運(yùn)輸業(yè)者在能源與航行時(shí)間方面的損失。

然而，現(xiàn)今船舶流線造型的設(shè)計(jì)對(duì)于阻力的改善雖大有幫助，但實(shí)際減少的阻力仍有其限度，請(qǐng)參閱圖1A與圖1B所示，其為現(xiàn)有的船舶于水中航行的水流示意圖，該船舶1具有船體100，船體100前進(jìn)的方向?yàn)镠，船體100具有前端11以及艉端14，船體100在前端11與艉端14之間具有最寬處12以及最深處13，當(dāng)船舶1在水中航行時(shí)，水相對(duì)于船體100具有相對(duì)速度，根據(jù)流體力學(xué)，當(dāng)流體流經(jīng)表面時(shí)，會(huì)在表面形成邊界層(boundary layer)，因此船舶1在水中移動(dòng)時(shí)會(huì)在船體100的表面附近形成邊界層31，邊界層31包括船體100的側(cè)表面的邊界層以及船體100的底面的邊界層，該邊界層31自前向后逐漸增厚。邊界層31附著于船體100并隨船前進(jìn)，其漸增的橫剖面積及增加的總重量都使船舶的阻力增加。

另外，水相對(duì)于船體100的流速在最寬處12為最大，而在前端11以及艉端14前方的流離點(diǎn)(separation point)15為最小，流離點(diǎn)15的后方會(huì)產(chǎn)生追跡流(wake current)34；根據(jù)伯努利原理，流速與壓力成反比，因此船舶承受水的壓力，在前端11為最大，其后漸減，至最寬處12為最小，其后又漸増至流離點(diǎn)15為止；因此，前端11至最寬處12的縱向總壓力大于最寬處12至艉端14的縱向總壓力，此種前后的壓力差也為阻礙船舶前進(jìn)的壓阻力，以上船舶行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的幾種阻力都減損了船舶的航行速度。

有鑒于此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)人期望能提供一種可減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，利用特殊設(shè)置的擾流器以減少邊界層的厚度，使流離點(diǎn)向后移以增加船艉壓力，借此減少船舶航行時(shí)所遭受的阻力，而提升船舶行進(jìn)的速度或減少燃料的耗用，是為本發(fā)明所欲研發(fā)的創(chuàng)作動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，其是于船殼的表面設(shè)置至少一或多個(gè)擾流器(turbulence generator)，即可通過該擾流器產(chǎn)生紊流而使船殼表面邊界層的厚度減少，使流離點(diǎn)向后移以使船艉的壓力增加。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)，其中，所述減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)用于一船舶，所述船舶具有一前端以及一艉端，且所述船舶能于水流體中航行，所述船舶的所述前端的底部與所述艉端的底部之間形成一中心線，所述減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)擾流器，該擾流器設(shè)置于該船舶的兩側(cè)的最寬處與艉端之間的表面上。

在另一實(shí)施例中，該擾流器設(shè)置于該船舶的底部與流體接觸的吃水最深處與艉端之間的表面上。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，該減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)擾流器，其中兩相鄰的擾流器之間形成一間隔空間并排列成線形。

在本實(shí)施例中，該減少船舶航行阻力的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)擾流器，各擾流器無間隔相互接觸串連設(shè)置成長條狀，以配合船舶載具的特殊形狀。

在本實(shí)施例中，該擾流器具有一作用面，該作用面面向流體，用于與流體碰撞以產(chǎn)生紊流。