一種船艏節(jié)能減阻導(dǎo)流罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)流罩，尤其涉及一種船艏節(jié)能減阻導(dǎo)流罩，屬于船舶領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展及世界能源危機(jī)的日益凸現(xiàn)，各行各業(yè)都在努力尋求可持續(xù)發(fā)展方案，船舶行業(yè)也不例外。國(guó)際海事組織(MO)規(guī)定:2013年I月I日以后開工的400GT以上的新造船必須進(jìn)行EEDI計(jì)算，并滿足相應(yīng)的能效要求。因此對(duì)于船舶減阻也是提出了新的挑戰(zhàn)，減小船舶航行過(guò)程中所受阻力，能夠提高船舶航行速度并降低能耗，提高運(yùn)輸效率。船舶在行駛時(shí)，所受阻力主要包括水阻力和空氣阻力，空氣阻力一般能消耗船體有效功率的3%-5%，降低空氣阻力是達(dá)到節(jié)能減阻、減少排放量、提高船速的一個(gè)有效手段。
[0003]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號(hào)為CN203921127U的實(shí)用新型專利中涉及的船舶上層建筑減阻用的導(dǎo)流罩，為折角流線型結(jié)構(gòu)，與本實(shí)用新型所提出的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)完全不同。且專利號(hào)為CN203921127U的實(shí)用新型專利中涉及的船舶上層建筑減阻用的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高，減阻效果缺乏計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。本實(shí)用新型專利所涉及的船艏節(jié)能減阻導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)參數(shù)明確，加工難度小，并有大量數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，通過(guò)比較各個(gè)線型的數(shù)據(jù)最終得出最優(yōu)化的結(jié)果。本實(shí)用新型與專利號(hào)為CN201420146626.6的實(shí)用新型專利所涉及的減阻導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)完全不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了在船舶航行過(guò)程中能夠減小空氣阻力、提高航速、降低能耗和排放量、避免船艏上浪、緩和船體砰擊而提供一種船艏節(jié)能減阻導(dǎo)流罩。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板依次拼接構(gòu)成連續(xù)曲面型的導(dǎo)流罩，且第一導(dǎo)流板、第二導(dǎo)流板和第三導(dǎo)流板均是曲面形狀導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流罩安裝在船艏甲板上且導(dǎo)流罩的兩側(cè)與甲板邊線重合，第一導(dǎo)流板的前端匯于前端固定點(diǎn)處且前端固定點(diǎn)船艏的最前端點(diǎn)重合，導(dǎo)流罩通過(guò)前端固定點(diǎn)向后延伸與船艏甲板之間形成空腔，空腔的最高點(diǎn)是第三導(dǎo)流板的末端最高點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0007]1.末端最高點(diǎn)至船艏甲板的最大距離h與上層建筑或甲板堆積貨物的高度H滿足:
0.9H < h < 1.1H;導(dǎo)流罩的最大長(zhǎng)度I與上層建筑或甲板堆積貨物距離前端固定點(diǎn)之間的距離L滿足:1 < L;導(dǎo)流罩的最大寬度b與船體的最大寬度B滿足:b SB。
[0008]2.導(dǎo)流罩在船體中橫剖面所在平面上的最大投影面積Sd與船體上層建筑或所堆放集裝箱在船體中橫剖面所在平面上的投影面積S滿足:Sd < S。
[0009]3.所述導(dǎo)流罩的縱向剖面線型是一段連續(xù)的光滑曲線，所述連續(xù)的光滑曲線距離與前端固定點(diǎn)和末端最高點(diǎn)連線之間的最大直線距離P滿足:P < 10%ho
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:(1)能夠有效的改善船舶前端紊亂的空氣流動(dòng)，從而優(yōu)化船體周圍的氣流場(chǎng)，有效降低上層建筑或甲板上堆積貨物所帶來(lái)的空氣阻力，從而使得船舶總阻力降低，更利于達(dá)到節(jié)能減排、提高航速的目的。(2)構(gòu)成導(dǎo)流罩的導(dǎo)流板前端匯于一點(diǎn)，通過(guò)該固定點(diǎn)導(dǎo)流板向后延伸與甲板形成一空腔，該空腔尾部為封閉或開放型，便于船上其它設(shè)備的安裝和貨物的安放。(3)本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩的中縱剖線至甲板的最大距離h與緊鄰其后的上層建筑或堆放貨物的高度H可比，不影響船舶駕駛操縱時(shí)所需的視野。(4)本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩的最大長(zhǎng)度I不大于緊鄰其后的上層建筑或船艏首列集裝箱距離甲板最前端的距離L，即K L，不影響貨物的裝卸。(5)本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩的最大寬度b不大于船體的最大寬度B，即b SB，不影響船舶靠岸和通過(guò)限制航道。(6)本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩橫剖面型線為光順的樣條曲線或多項(xiàng)式曲線，導(dǎo)流罩整體呈光滑連續(xù)曲線型，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，方便制作，降低成本。(7)本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)的驗(yàn)證，其最佳減阻效果能達(dá)到20%以上。(8)本實(shí)用新型不僅可以有效降低船體上層建筑的空氣阻力，而且可以在惡劣海況下避免船舶艏部上浪，緩和船體砰擊，保障船舶、船載設(shè)備和運(yùn)載貨物的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的俯視方向示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩橫剖面示意圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩縱剖面示意圖；
[0015]圖5是安裝本實(shí)用新型前后模型風(fēng)載荷系數(shù)比較圖(風(fēng)速為15m/s);
[0016]圖6是安裝本實(shí)用新型導(dǎo)流罩前后模型風(fēng)載荷系數(shù)比較(風(fēng)速為25m/s)。
[0017]圖中:1-1.第一導(dǎo)流板，1-2.第二導(dǎo)流板，1-3.第三導(dǎo)流板，2.前端固定點(diǎn)，3.舷墻，4.甲板邊線，5-1.第一連接焊縫，5-2.第二連接焊縫，6.艏部甲板，7.艏柱，8.船體外板，
9.上層建筑或所堆放貨物，10.末端最高點(diǎn)，Cfx為風(fēng)載荷系數(shù)，α為風(fēng)向角。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]圖1圖2所示船艏節(jié)能減阻導(dǎo)流罩，由多塊導(dǎo)流板連接而成，接縫線為5-1和5-2。構(gòu)成導(dǎo)流罩的導(dǎo)流板前端匯于一點(diǎn)2并固定在艏部甲板6上，前端固定點(diǎn)2通常在艏柱7上，導(dǎo)流罩后可連接舷墻3。通過(guò)該固定點(diǎn)導(dǎo)流板向后延伸與甲板形成一空腔，該空腔末端最高點(diǎn)10，導(dǎo)流罩尾部可封閉也為開放型開口。導(dǎo)流罩底部焊接固定在船艏甲板6上，兩側(cè)與甲板邊線4重合，緊密連接船體外板8。
[0020]圖3為導(dǎo)流罩的橫剖面示意圖，導(dǎo)流罩的橫剖面型線為光順的樣條曲線或多項(xiàng)式曲線，同時(shí)，對(duì)導(dǎo)流罩的最大寬度b進(jìn)行限制，使其不大于船體的最大寬度B，即b SB。并限制導(dǎo)流罩橫剖面的最大投影面積Sd不大于船體上層建筑或所堆貨物的最大投影面積S JPSd
<So
[0021]圖4所示為導(dǎo)流罩的縱切面示意圖，導(dǎo)流罩的橫剖面型線為光順的樣條曲線或多項(xiàng)式曲線，約束導(dǎo)流罩中縱剖線至甲板的最大距離h與緊鄰其后的上層建筑或所堆放貨物9高度H可比，導(dǎo)流罩最大高度h的波動(dòng)不能超過(guò)±10%H。同時(shí)約束導(dǎo)流罩的最大長(zhǎng)度I不大于緊鄰其后的上層建筑或所堆放貨物距離甲板最前端的距離L，即K L。導(dǎo)流罩的縱剖線距離前端固定點(diǎn)2和末端最高點(diǎn)10連線的最大直線距離P不超過(guò)導(dǎo)流罩高度的10%，即P <
10%ho
[0022]當(dāng)船舶航行時(shí)，空氣遭遇船體之后，由前端固定點(diǎn)2發(fā)生分離，繞經(jīng)具有三維光滑曲面的導(dǎo)流罩，經(jīng)過(guò)多塊具有特定型線的導(dǎo)流板I進(jìn)行整流，形成具有一定穩(wěn)定程度的氣流場(chǎng)，并延伸至導(dǎo)流罩后方，對(duì)船體上層建