船舶微气泡减阻理论分析及试验研究
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船舶微气泡减阻理论分析及试验研究
作者蔡成法 Publish: 2003-9-3 Hits:-
【中文题名】 船舶微气泡减阻理论分析及试验研究
【英文题名】 Theoretical Analysis and Experiments of Ship Drag Reduction by Microbubble
【学科专业】 流体力学
【论文级别】 硕士论文
【投稿时间】 2003-9-3
【中关键词】 微气泡,多孔材料,船舶阻力,试验,减阻率,
【英关键词】 microbubble,poly pole material,resistance of a ship,experiment,ratio of the drag reduction,
【分类导航】 交通运输>水路运输>船舶工程>船舶原理>>
【论文摘要】  由于微气泡能够有效减小固体壁面与其它介质之间的摩擦阻力,越来越多的学者开始投入到这项研究之中。如果把微气泡减阻技术应用到船舶上,在船舶底部喷射微气泡,使与船舶底部接触的水变成水与微气泡的混合液,形成一薄层气膜紧贴在船底表面,就可以达到提高航速或航速不变减小主机功率的节能目的。 本文首先对微气泡减阻机理进行了理论分析。对单个微气泡的受力情况进行了剖析,从而得出影响微气泡减阻的主要因素;由于微气泡的运动总是以成群的状态出现,这种运动与单个微气泡的运动又有所不同,因此,本文对这方面的内容也做了初步的研究,以更多的了解减阻过程中的主导因素。 在试验研究部分中,根据试验水池的不同,设计了两种模型——小比尺模型和大比尺模型,并分别对其可行性进行了分析。对于微气泡产生装置,考虑到实用及创新等因素,采用了多孔硅材料板。此外,在小比尺模型试验中,还提供了一种断阶喷气试验设计方案,在大比尺模型试验中,采用了首中部同时喷气的方法,这些都是本文试验的创新之处。 针对以上所设计的试验方案进行了不同速度、不同喷气量及不同吃水等情况下的微气泡减阻试验。结果表明:减阻率的变化与水流速度、喷气...
【论文题纲】
第1章 绪论 8-23
1.1 引言 8
1.2 国内外微气泡减阻理论研究概述 8-15
1.2.1 微气泡、气膜和气幕减阻的概念 8-9
1.2.2 国内外微气泡减阻理论研究状况 9-15
1.3 国内外微气泡减阻试验研究概述 15-21
1.4 本文研究的目的、意义 21-22
1.5 本文的主要工作及成果 22-23
第2章 微气泡减阻理论研究 23-35
2.1 引言 23
2.2 微气泡的产生机理 23-25
2.3 喷射系数与微气泡直径的关系 25-27
2.4 微气泡与水之间的相互作用力 27-32
2.5 微气泡的运输 32
2.6 微气泡浓度的计算 32-34
2.7 本章小结 34-35
第3章 微气泡减阻试验方案设计及可行性研究 35-51
3.1 引言 35
3.2 船模试验介绍 35-38
3.3 试验及装置的设计 38-50
3.3.1 微气泡减阻试验设计需考虑的几个方面 38-39
3.3.2 微气泡减阻试验小比尺船模及试验装置的设计 39-47
3.3.3 微气泡减阻试验大比尺船模的设计 47-48
3.3.4 小比尺船模的可行性研究 48-50
3.4 本章小结 50-51
第4章 减阻试验结果分析与结论 51-73
4.1 引言 51-52
4.2 小比尺船模的试验结果分析 52-60
4.2.1 试验方案 52-53
4.2.2 第一种模型中有无压浪板条件下减阻效果比较及分析 53-54
4.2.3 第一种模型(有压浪板)中来流速度对减阻效果的影响 54-55
4.2.4 第一种模型(有压浪板)中喷气量对减阻效果的影响 55-56
4.2.5 第一种模型(有压浪板)中吃水深度对减阻效果的影响 56-57
4.2.6 第二种模型(有压浪板)试验结果比较分析 57-58
4.2.7 第三种模型(有压浪板)试验结果比较分析 58-59
4.2.8 加设挡板喷气的试验结果比较 59-60
4.3 大比尺船模的试验结果分析 60-72
4.3.1 试验方案 61
4.3.2 大比尺船模试验可行性研究 61-63
4.3.3 喷气量(首部喷气)对减阻率的影响分析 63-64
4.3.4 喷气量(首、中部喷气5-5开)对减阻率的影响分析 64-66
4.3.5 喷气量(首、中部喷气7-3开)对减阻率的影响分析 66-67
4.3.6 速度(首部喷气)对减阻率的影响分析 67-68
4.3.7 速度(首、中部喷气5-5开)对减阻率的影响分析 68-70
4.3.8 速度(首、中部喷气7-3开)对减阻率的影响分析 70
4.3.9 吃水对减阻率的影响分析 70-71
4.3.10 纵倾角的影响 71-72
4.4 本章小结 72-73
第5章 结论与展望 73-76
5.1 理论与试验研究结论 73-74
5.2 微气泡减阻研究展望 74-76
致谢 76-77
参考文献 77-81
攻读项士学位期间发表的论文 81
攻读项士学位期间参加的科研项目 81
【DOI】 LunWen.ID:2.2008.111547
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