基本信息
- 项目名称：
- 可变性球鼻艏的设计与安装方案研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 将球鼻艏设计成长度可调节的，通过调节球鼻艏的长度来控制球鼻艏在船舶航行时产生的水波。使得在任何航速下由球鼻艏产生的水波和船体艏部产生的水波叠加后的水波波幅最小，即使得有船体激起的水波能量最小，从而达到减少兴波阻力，提高船速。
- 详细介绍：
- 2010年美国国家地理杂志播出一期《玛丽皇后2号》的纪录片，其中讲到船模做航速测试时原来设计航速只能达到26节，而船东卡纳德公司要求是最大航速30节以上。设计人员为了解决这个问题，将球鼻艏长度从10英尺提高到12英尺。经改进后邮轮的航速提高到31节。而该改进的理论基础是球鼻艏的减阻原理。 船舶在航行时，会在船首处激起波纹，在于航线垂直和水平方向上都有不同的波纹。但波的性质大部分为横波。根据物理学知识只波本身具有能量，其能量和波的波幅、频率成正比。同时又知在同一介质中波长、频率相同，则波的能量与波幅成正比。而这些波的能量来源于船体本身，反映在力的方面就是船收到了阻力。这就是兴波阻力。为了减少这种阻力，人们就必然设法将波幅减低，从而达到减少波的能量的目的。而根据波的叠加原理，如果有一列波，此波的相位和原来波相位相差180°则两列波叠加为零，也就是波消失。当然这是理想状态。于是人们再船首处设计出一个突出物，使其产生和船体产生的波相差180°，达到减少兴波阻力的目的，这就是球鼻艏减阻的理论基础。 船舶在航行时不可能一直以某航速航行，航速的改变势必会引起有船体本身激起的水波，而这样肯定会导致两列水波叠加后的水波的波幅不是最低。若将球鼻艏设计成长度可调节的，根据船舶的航速来随时调节球鼻艏的长度。使得由球鼻艏和船体产生的两列波叠加后的波的波幅最低，从而达到减少兴波阻力。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 船舶在航行时不可能一直以某航速航行，航速的改变势必会引起有船体本身激起的水波，而这样肯定会导致两列水波叠加后的水波的波幅不是最低。若将球鼻艏设计成长度可调节的，根据船舶的航速来随时调节球鼻艏的长度。使得由球鼻艏和船体产生的两列波叠加后的波的波幅最低，从而达到减少兴波阻力。
科学性、先进性
- 2010年美国国家地理杂志播出一期《玛丽皇后2号》的纪录片，其中讲到船模做航速测试时原来设计航速只能达到26节，而船东卡纳德公司要求是最大航速30节以上。设计人员为了解决这个问题，将球鼻艏长度从10英尺提高到12英尺。经改进后邮轮的航速提高到31节。而该改进的理论基础是球鼻艏的减阻原理。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年5月校“五四杯”科技创新竞赛三等奖 2011年5月“荣盛杯”东北五校船海文化节概念组二等奖
作品所处阶段
- 已完成
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物展示 PPT展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 将球鼻艏设计成长度可调节的，根据船舶的航速来随时调节球鼻艏的长度。使得由球鼻艏和船体产生的两列波叠加后的波的波幅最低，从而达到减少兴波阻力。
同类课题研究水平概述
- 无
