本发明属于船舶设计及建造领域,涉及一种船底外探式流线型消泡附体。
背景技术:
1、船舶航海过程中,船用回声测深仪可在情况不明的海域或浅水航区航行时,测量水深以确保船舶航行的安全。
2、传统的测深仪安装方法和位置如图1所示,传统的测深仪传感器焊接于船舱内的船底外板面处,由于气泡通常会沿着流体流动方向运动,船底表面气泡浓度过大,致使安装于船底的测深仪传感器无法正常工作,产生安全隐患。
3、因此如果能研制一种附体可以改变船底的流体流动,或探出气层以外,便可在一定程度上降低传感器附近区域的气泡浓度,从而解决传感器无法正常工作的问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本发明提供一种船底外探式流线型消泡附体,旨在达到船舶在浅吃水航行时,测深仪不受船底气泡的影响,可以精确测量水深的目的,其所采用的技术方案是:
2、一种船底外探式流线型消泡附体,船体底板外表面设置有向下突出的消泡附体,所述消泡附体是一个空腔,所述消泡附体的高度b大于船体底部气层密集区的高度。消泡附体位于船体底部,并且向下突出于船体底部的船体底板,此时,船体底板为消泡附体的顶腔壁。消泡附体的高度可根据不同船型底部气层密集情况而确定,消泡附体的高度需要高于船体底部气层密集区,以保证船体底部气层密集区对消泡附体不会造成影响,也就是对消泡附体内的测深仪工作不造成影响。
3、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,测深仪位于所述消泡附体内,所述测深仪底部与所述消泡附体底板位于同一水平面上。测深仪的底部与消泡附体底部位于同一水平面,测深仪底部与消泡附体底部焊接,形成水密结构。
4、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,所述消泡附体是中部呈长方形、两端端部带有圆弧的空腔,所述消泡附体两端端部的圆弧半径分别为r1、r2,所述消泡附体两端端部的长度分别为a1、a2,所述消泡附体中部的长度为a3,300mm<r1<r2<500mm,0<a1=a2<a3。消泡附体两端端部的宽度自端部向中部逐渐变宽,与消泡附体中部流线型连接成一体。两端端部的圆弧半径可以相等也可以不同,为了结构最优,本发明两端端部的圆弧半径优选采用的尺寸范围是300mm<r1<r2<500mm。
5、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,所述消泡附体中部长度方向的两侧腔壁与船体垂向纵骨相对应,所述消泡附体中部宽度方向的两侧腔壁与船底强框相对应,所述消泡附体的宽度是两个相邻船体垂向纵骨间距的整数倍,所述消泡附体中部长度是两个相邻船底强框间距的整数倍。消泡附体的各腔壁均位于船体的强框处或垂向纵骨处,以保证消泡附体的结构强度,消泡附体中部的宽度即为消泡附体的宽度。
6、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,所述测深仪直径为r5,所述消泡附体的宽度为s1,100mm<r5<0.3s1。
7、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,所述消泡附体两端部的宽度自端部向中部逐渐变大,与中部流线型连接成一体。
8、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,所述测深仪底部与所述消泡附体底板焊接。
9、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,在所述船体底板内侧、所述消泡附体上方设置有隔离空舱。隔离空舱采用水密结构,位于消泡附体的正上方,防止消泡附体被破坏后,海水渗透进船体内,保证其破舱稳性。
10、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,所述隔离空舱呈长方形,所述隔离空舱长度与所述消泡附体中部的长度相同,所述隔离空舱宽度是所述消泡附体宽度的2倍,所述隔离空舱的高度c,500mm<c<1500mm。
11、上述一种船底外探式流线型消泡附体,更进一步地,在消泡附体上方,相邻船体垂向纵骨之间设置有加强肘板,加强肘板与船体垂向纵骨顶端通过圆弧板连接,加强肘板带有15°削斜。
12、本发明采用在船底设置突出于船底的消泡附体,并将测深仪放在消泡附体内,可以有效的降低船底气泡对船底传感器的影响,运用计算流体力学(cfd)方法,对设计方案进行阻力性能评估以及近船体流场流动状态分析,通过设置优化算法的限制条件,从而确定综合性能最优的消泡附体设计方案。最终生成方案阻力最低,船体流线对气泡的改善效果最理想,且消泡附体美观,方便建造。通过有限元分析,满足强度要求。该发明的优化选型方法,适用于民用船舶以及军用船舶,可大大减小底部传感器受气泡影响的范围,提高传感器的精度,提高航运的安全性。
1.一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:船体底板外表面设置有向下突出的消泡附体,所述消泡附体是一个空腔,所述消泡附体的高度b大于船体底部气层密集区的高度;
2.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:所述消泡附体是中部呈长方形、两端端部带有圆弧的空腔,所述消泡附体两端端部的长度分别为a1、a2,所述消泡附体中部的长度为a3,0<a1=a2<a3。
3.根据权利要求2所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:所述消泡附体中部长度方向的两侧腔壁与船体垂向纵骨相对应,所述消泡附体中部宽度方向的两侧腔壁与船底强框相对应,所述消泡附体的宽度是相邻船体垂向纵骨间距的整数倍,所述消泡附体中部长度是相邻船底强框间距的整数倍。
4.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:所述测深仪直径为r5,所述消泡附体的宽度为s1,100mm<r5<0.3s1。
5.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:所述消泡附体两端部的宽度自端部向中部逐渐变大,与中部流线型连接成一体。
6.根据权利要求1或4所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:所述测深仪底部与所述消泡附体底板焊接。
7.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:在所述船体底板内侧、所述消泡附体上方设置有隔离空舱。
8.根据权利要求7所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:所述隔离空舱呈长方形,所述隔离空舱长度与所述消泡附体中部的长度相同,所述隔离空舱宽度是所述消泡附体宽度的2倍,所述隔离空舱的高度c,500mm<c<1500mm。
9.根据权利要求3所述的一种船底外探式流线型消泡附体,其特征在于:在消泡附体上方,相邻船体垂向纵骨之间设置有加强肘板,加强肘板与船体垂向纵骨顶端通过圆弧板连接,加强肘板带有15°削斜。