[發明專利]一種雙槳雙舵船的船體對舵的整流系數確定方法

有效

• 申請號: 202010770910.3
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111881521B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 趙橋生;李永成;國威;肖冬林;王習建;方田
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳;聶啟新

1.一種雙槳雙舵船的船體對舵的整流系數確定方法，其特征在于，所述方法包括：

制作雙舵船的由船體模型和舵模型構成的船模，并對所述船模開展敞水舵水動力測試試驗確定法向力系數；

在不同試驗工況下對所述船模進行操縱性回轉運動約束模試驗并在每次操縱性回轉運動約束模試驗中獲取當前試驗工況下作用在所述船模上的左舵力和右舵力，不同試驗工況的舵角、漂角以及角速度存在至少一個不同；

對所有左舵力和右舵力中屬于每一類的所有舵力，對該類所有舵力分別進行無因次化處理得到無因次化舵力，并在相同漂角和角速度下，對無因次化舵力和舵角做擬合曲線確定線性部分直線的斜率和截距，根據所述斜率、所述法向力系數和所述截距確定相應漂角和角速度對應的中間變量；

基于角速度確定無因次回轉角速度，基于漂角確定無因次側向速度，對左舵力的各個中間變量分別相應于各自對應的無因次回轉角速度和無因次側向速度進行回歸處理并根據回歸系數計算得到船體對左舵的整流系數，對右舵力的各個中間變量分別相應于各自對應的無因次回轉角速度和無因次側向速度進行回歸處理并根據回歸系數計算得到船體對右舵的整流系數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對中間變量相應于無因次回轉角速度和無因次側向速度進行回歸處理并根據回歸系數計算得到船體對左右舵的整流系數，包括對于每一類舵力對應的各個中間變量：

按照-a·v′-b·r′的形式進行回歸處理得到第一回歸系數a和第二回歸系數b，其中，r′為所述無因次回轉角速度，v′為所述無因次側向速度；

確定整流系數k＝b/a。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于角速度確定無因次回轉角速度，基于漂角確定無因次側向速度，包括：

確定所述無因次回轉角速度r′＝r/L，確定所述無因次側向速度v′＝sinβ，其中r為所述角速度，L為所述船模的長度，β為所述漂角。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述斜率、所述法向力系數和所述截距確定中間變量，包括：

根據所述斜率和所述法向力系數確定舵前來流速度比，所述舵前來流速度比為舵前來流速度與船模速度的比值；

確定所述截距為有效舵角；

根據所述舵前來流速度比和所述有效舵角確定所述中間變量為其中為所述舵前來流速度比且U_Rs表示舵前來流速度、U表示船模速度，δ_Rs表示所述有效舵角。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述擬合曲線的函數形式為則所述斜率為則所述根據所述斜率和所述法向力系數確定舵前來流速度比包括確定舵前來流速度比其中f_α為所述法向力系數，δ為舵角。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，

在每次試驗工況下測得的各個舵力表示為對舵力進行無因次化處理得到無因次化舵力為其中，ρ為水的密度，A為舵的面積；

則所述對無因次化舵力和舵角做擬合曲線，包括：

利用δ_Rs-δ代替sin(δ_Rs-δ)對所述無因次化舵力進行處理得到處理后的無因次化舵力為：

在相同漂角和角速度下，對處理后的無因次化舵力相對于舵角做所述擬合曲線。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定法向力系數，包括：

在進行敞水舵水動力測試試驗時，確定舵的面積A、試驗速度U_η和試驗時的舵角δ_η和作用在所述船模的舵上的法向力F_η，根據如下公式計算得到所述法向力系數f_α為ρ為水的密度。