一种非对称式的小水线面双体船船型

1.本实用新型涉及一种船舶的船型，具体是左右片体非对称的小水线面双体船的船型，其属于船体设计的技术领域。


背景技术：

2.小水线面双体船由于其双体结构以及与水线接触的船体截面积较小的特点，决定了其耐波性优于常规排水量的各类船舶，出航率高、晕船率低；快速性良好、波浪上失速小；操纵灵活、可原地回转、易于靠梆作业；甲板宽敞，舱室易于安排，作业空间大；生存能力强，安全裕度大；水下辐射噪声小且易于控制。这些优点使得小水线面双体船不仅用于科考、军用领域，在海上交通和特种用途船、休闲客渡船、领航引水船、海洋石油交通船等民用领域也得到了广泛的应用。
3.因一些船舶的作业特点，例如海洋工程船舶中的lng浮式转接驳船，由于其在输送天然气时需要采用真空吸附装置将驳船旁靠固定在天然气船的一侧，真空吸附装置即重型作业设备导致船舶一侧重量增加，为了维持船体平衡，通常采取在另一侧添加固定压载的方式，但这会使船舶重量增加，总体运行效率大大降低，营运成本提高，从而限制了小水线面双体船船型的推广应用。


技术实现要素：

4.本申请人针对上述现有技术中的问题，取消固定压载的使用，提供了一种适用于因特殊作业要求而左右载重不同的高耐波性和低航行阻力的非对称式小水线面双体船船型。
5.本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种非对称式的小水线面双体船船型，它包括主甲板和上甲板，所述主甲板的下方设置舷台，舷台分别通过大潜体支柱连接大潜体、小潜体支柱连接小潜体；所述大潜体与小潜体的长度相等，大潜体的横剖面直径大于小潜体的横剖面直径；所述大潜体与小潜体的潜体底面位于同一水平面上。
7.所述大潜体的长度l与宽度w1比值为7.0～8.5；小潜体的长度l与宽度w2的比值为7.5～11.2。
8.所述大潜体与小潜体中心线之间的距离k是大潜体宽度w1的3.2～3.9倍，大潜体与小潜体中心线之间的距离k是小潜体宽度w2的4.3～5.6倍。
9.所述上甲板在大潜体的一侧设置重型设备，船舶两侧重量差大。
10.所述船体甲板上左右载重不同，不采用固定压载的方式平衡船体。
11.一种非对称式小水线面双体船船型，双体船两侧下部的支柱分别连接舷台与潜体，上甲板、主甲板、湿甲板分别连接两侧的舷台，左右两侧片体为非对称型式，潜体沿纵向的主视面长度l相同，一侧潜体的横剖面面积较大，潜体宽度w较宽，潜体侧壁面皆为外凸弧面，潜体底面为平面且两侧潜体最底端处于同一水平线上。
12.本实用新型的有益效果为：
13.该船型的非对称式的片体设计，解决了船舶左右载重不同的问题，有效替代固定压载，减轻了船舶重量，降低了营运成本，扩大了小水线面双体船的应用范围；合理设置了潜体的长度、宽度尺寸与间距等参数，使非对称式小水线面双体船的流载荷系数较小，有利于船舶作业的稳定。
14.整船重量的优化使得其推进功率降低，不对称的片体使得其兴波阻力减小，湿表面积的减少使得其航行阻力降低，优化后的船型使得其流载荷系数较小，受波浪作用后的船舶运动响应很小。这种优异的船型不仅降低了推进功率，提高了船舶总体运行效率；而且具有很好的耐波性，避免了船舶在波浪中摇摆剧烈，提高了船舶的作业效率。本实用新型打破小水线面双体船船型的传统设计，优化其耐波性并降低航行阻力，有效降低营运成本，大大拓展其应用范围。
附图说明
15.图1为一种非对称式的小水线面双体船船型的立体示意图。
16.图2为一种非对称式的小水线面双体船船型的主视图。
17.图3为图2中a-a截面的剖视图；
18.图4为本实用新型的流载荷系数-来流角度曲线。
19.图中：1、大潜体，2、小潜体，3、大潜体支柱，3a、小潜体支柱，4、舷台，5、主甲板，6、上甲板，7、重型设备，8、湿甲板。
具体实施方式
20.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
21.小水线面双体船因为其小船体排水量的固有特性，更轻的船体可以降低推进功率并增加有效载荷，从而提高总体运行效率；其阻力取决于船型主尺度、水下潜体形状等诸多因素，且水下各部件间的水动力干扰十分敏感；当重型作业设备等因素导致船舶两侧重量不平衡时，若选用固定压载的方式来平衡船体，船舶重量增加会导致吃水与湿表面积剧增，大大增加航行阻力，增加营运成本。因此，本实用新型以水动力学为基础，结合具体工程案例，采用如图1所示的非对称式片体提升船舶一侧的浮力，从而平衡船体；基于模型试验计算不同设计方案下船体的流载荷系数，对船型的主尺度、横剖面形状进行迭代优化。
22.图1、图2和图3示出了一种非对称式的小水线面双体船船型，它包括主甲板5、上甲板6和湿甲板8，主甲板5的下方设置舷台4，舷台4分别通过大潜体支柱3连接大潜体1、小潜体支柱3a连接小潜体2。上甲板6在大潜体1的一侧设置重型设备7。左右两侧潜体1、2为非对称型式，潜体沿纵向的主视面长度l相同，大潜体1的横剖面面积较大，小潜体1的宽度w1较宽，两侧潜体的侧壁面皆为外凸弧面，潜体底面为平面且两侧潜体最底端处于同一水平线上。
23.大潜体1沿纵向的主视面如图2所示的长度l与如图3所示的大潜体1宽度w1的比值为7.0～8.5，小潜体2的长度l与宽度w2比值为7.5～11.2；大潜体与小潜体中心线之间的距离k与大潜体1宽度w1的比值为3.2～3.9，中心间距k与小潜体2宽度w2的比值为4.3～5.6。
24.图4为本实用新型的流载荷系数-来流角度曲线，横坐标θ为来流角度，单位为“度
deg”；左侧纵坐标为流载荷系数、、，是将流载荷、、无因次化后所得系数。将海流对船舶产生的流力分解为x方向的纵向载荷力(n)、y方向的横向载荷(n)和绕z轴的回转力矩(n
·
m)，使用如下公式对力与力矩进行无因次化：
25.,,
26.在具体实施例中，采用本实用新型的船型主尺度为：船型总长20m，总宽12m，总高9.2m，甲板上两个重型作业设备重17
×
2t；潜体长轴l长度为19.6m，左右两个片体间距k为9.00m，支柱宽为0.7m，大潜体1宽度w1为2.5m，小潜体2宽度w2为1.9m。整船重量的优化使得其推进功率降低，不对称的片体使得其兴波阻力减小，湿表面积的减少使得其航行阻力降低，优化后的船型使得其流载荷系数较小，受波浪作用后的船舶运动响应很小。这种优异的船型不仅降低了推进功率，提高船舶总体运行效率；而且具有很高的耐波性，避免了船舶在波浪中摇摆剧烈，提高了船舶的作业效率。本实用新型打破小水线面双体船船型的传统设计，优化其耐波性并降低航行阻力，有效降低营运成本，大大拓展其应用范围。
27.以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替换也都在本实用新型的范畴之中。因此在不违背本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。


技术特征：
1.一种非对称式的小水线面双体船船型，它包括主甲板（5）和上甲板（6），其特征在于：所述主甲板（5）的下方设置舷台（4），舷台（4）分别通过大潜体支柱（3）连接大潜体（1）、小潜体支柱（3a）连接小潜体（2）；所述大潜体（1）与小潜体（2）的长度相等，大潜体（1）的横剖面直径大于小潜体（2）的横剖面直径；所述大潜体（1）与小潜体（2）的潜体底面位于同一水平面上。2.根据权利要求1所述的一种非对称式的小水线面双体船船型，其特征在于：所述大潜体（1）的长度l与宽度w1比值为7.0～8.5；小潜体（2）的长度l与宽度w2的比值为7.5～11.2。3.根据权利要求1所述的一种非对称式的小水线面双体船船型，其特征在于：所述大潜体（1）与小潜体（2）中心线之间的距离k是大潜体（1）宽度w1的3.2～3.9倍，大潜体（1）与小潜体（2）中心线之间的距离k是小潜体（2）宽度w2的4.3～5.6倍。4.根据权利要求1所述的一种非对称式的小水线面双体船船型，其特征在于：所述上甲板（6）在大潜体（1）的一侧设置重型设备（7）。

技术总结
一种非对称式的小水线面双体船船型，其属于船体设计的技术领域。双体船两侧下部的支柱分别连接舷台与潜体，上甲板、主甲板、湿甲板分别连接两侧的舷台，左右两侧片体为非对称型式，潜体沿纵向的主视面长度L相同，一侧潜体的横剖面面积较大、潜体宽度W较宽，潜体侧壁面皆为外凸弧面，潜体底面为平面且两侧潜体最底端处于同一水平线上。该船型采用非对称式的片体设计，解决了船舶左右载重不同的问题；有效替代固定压载，减轻船舶重量，降低营运成本，扩大了小水线面双体船的应用范围；合理设置了潜体的长度、宽度尺寸与间距等参数，使非对称式小水线面双体船的流载荷系数较小，有利于船舶作业的稳定。业的稳定。业的稳定。


技术研发人员：李楷 曲静慧 夏华波 林焰 吴昊
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/6/28