拖曳水池船模對比試驗研究

摘要：介紹了船模拖曳水池概況，以及水池軌道、拖車性能指標，結合水池尺度合理選擇了標定用的阻力模型，并給出船模對比試驗的結果。試驗結果表明，該水池的各項性能指標良好。能滿足教學科研和工程上的試驗要求。

關鍵詞：船舶性能；拖曳水池；船模試驗

中圖分類號：U661.73文獻標志碼：B

Contrast Study on the Test of Towing Tank Ship Model

YANG Da ming， YIN Yun kai， SHI Qi， ZHAO Hong jiang， XU Ying wu

(School of Naval Architecture and Ocean Engineering， Jiangsu University of Science and Technology，

Zhenjiang Jiangsu 212003， China)

Abstract:The paper introduces the newly built towing tank， with details of tank rail， and carriage performance. The calibration resistance model is selected in accordance with the size of the towing tank. Contrast test results show that the tank performance is good， and the requirement for scientific researches and engineering practice can be met.

Key words:ship performance；towing tank；ship model test

船模拖曳水池是進行船舶快速性試驗研究的基本設施，也可以進行船舶操縱性和耐波性的部分試驗。是船舶性能試驗的主要設施之一。目前，我國有大小拖曳水池十余座，分布在船研所和大學中［1］。大多數建于20世紀70-80年代。近些年，船模拖曳水池有一個改建的小高潮，多數水池進行了拖車電控系統、數據采集系統等改造。江蘇科技大學新建的船模拖曳水池，全長100m，寬度6m，內壁水面寬5.5m，水深可以調節，范圍在0.3～2m。拖車測橋在垂向和橫向可移動，橫向可移至距左側池壁0.6m；上下升降行程1.5m，可用于做淺水實驗一般采用３～4m模型，土建工作于2002年8月結束。大型拖車，最高車速6m/s。最低車速0.01m/s。水池拖車于2003年11月完成，造波設備及所需的測試儀器儀表也陸續完成。并進行了一些初步的試驗對比工作，主要進行了船模的阻力拖曳試驗，與

原有的實驗數據進行了比較。模型試驗受水池條件的限制，不可避免地存在著下列誤差：尺度效應和阻塞效應。通過對比試驗，尋求出本水池的試驗數據結果的重復性、正確性、可靠性；以及模型速度修正、實船功率估算等。

1試驗情況

根據拖曳水池的主尺度以及今后水池主要的試驗船舶模型類型。確定選擇低速船舶為試驗模型。該船模分別在708所和702所水池進行了拖曳阻力試驗。并在江蘇科技大學進行了幾次試驗。模型縮尺比為30，型線圖略，實船及船模尺度見表1。船模材料為玻璃鋼，船模肋骨加密，外板比一般試驗的阻力模型要厚實。是作為今后水池標定的阻力標模。表面經油漆達到平順光滑，船模未裝附體。在離船首L/20處裝有1mm激流絲。船模阻力Rm由阻力儀測得，實驗采用電測式阻力儀，阻力儀安裝在拖車上，拖線經導輪與阻力儀連接。下端連接拖線帶動船模前進。按事先擬定的試驗速度啟動拖車，待拖車到達穩速狀態后釋放船模制動器，開始測定阻力和相應的航模速度。在測量已經完成時停止記錄，制動航模，再使拖車減速直到停止。然后以低速將拖車退回到試驗起始位置，等待水面平靜后再作下個速度點試驗。記錄水池水溫［2］。模型試驗見圖1。江蘇科技大學水池船模靜水阻力曲線見圖2。三個不同水池船模靜水阻力曲線見圖3。

2試驗結果

根據阻力試驗結果可分析得出水池船模靜水阻力試驗的重復性、準確性、可靠性。由圖1分析得出，水池重復阻力試驗結果在中低速時（1.5m/s）曲線吻合度很好，Vm1.5m/s時兩次阻力試驗結果略有偏差。按照二因次法換算到實船阻力和功率，在中低速（7-16kn）時曲線吻合度很好，Vs16kn后兩次阻力試驗結果換算到實船阻力和功率略有偏差。本水池在做中低速船舶時，即設計航速Vs=14kn(Vm=1.2m/s)左右，試驗的重復性、準確性、可靠性好。在中高速時，由于船模橫剖面面積與水池橫剖面面積之比大于，引起試驗水池的阻塞效應。需要加入相關系數，進行合理的數據修正。

由圖2進行比較可看出，由于水池的主尺度小，實測的阻力數據大于研究所試驗的阻力數據。除了水溫影響，這是由于池體阻塞引起的必然結果，造成實測船模阻力大于研究所阻力試驗數據。但是數據曲線的趨勢正確。可按下式修正速度。即a=Ax1+x-bVm22g(x2+2x)，式為ΔV/Vm與A，a，Vm的關系式。若已知A，a及Vm值即可求出回流的平均速度ΔV［3］。由此可見，速度修正與船池的尺度、船模的尺度及拖曳速度有關。影響船模試驗結果的因素很多。試驗僅進行了低速船模拖曳試驗研究，隨著試驗任務的增多，還將進行大型船模或者高速船模的阻力試驗研究。通過多次試驗，尋求合理的修正關系系數。使預估的結果趨于合理，符合工程試驗要求。為我國船舶工業的發展做出應有的貢獻。

參考文獻

［1］郝亞平.船舶性能試驗技術［M］.北京:國防工業出版社.1991.

［2］CB*/Z326-1982.一般排水量船模阻力試驗規程及結果的標準表達形式［S］

［3］俞湘三.船舶性能試驗技術［M］.上海:上海交通大學出版社，1991.

［4］高高，夏瓊.船舶波形阻力數值計算［J］.船海工程，2006(4):8-11.