气泡减阻技术研究进展_王丽艳.pdf

《气泡减阻技术研究进展_王丽艳.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第40卷第6期船海工程Vol．40No．62011年12月SHIP＆OCEANENGINEERINGDec．2011DOI:10．3963/j．issn．1671-7953．2011．06．029气泡减阻技术研究进展12王丽艳，郝思文(1．中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082;2．中船澄西船舶修造有限公司产品研发部，江苏江阴214433)摘要:总结气泡减阻技术研究的发展历程，介绍微气泡减阻和大气泡减阻技术研究进展，介绍气泡减阻技术的实船应用情况，指出存在的问题和重点技术研究方向。关键词:减阻;微气泡;大气泡;滑行艇中图分类号:U663．3文献标志码:A文章编号:1671-7953(201

2、1)06-0109-05高速气泡船(艇)是一种发展中的新颖高效船上首次使用空气润滑，通过艏部的小孔注入空气，［1］型，是将气体引入船底，在船底表面形成气泡腔，最终未能在船底得到一层稳定的气泡层。从而降低流体粘性系数、改变船底流动模式以减少最早的试验工作始于1973年，由McCormick船舶的总阻力。微气泡减阻是通过某种方式在船和Bhattacharyya完成，在拖曳回转体上环绕铜导底形成一层薄的微气泡-水的混合层，在某些未知线，并以此作为阴极通过电解而产生氢气泡，在低机制作用下减小船体阻力。大气泡减阻则利用空速时阻力降低50%，但由于模型形状和表面缠绕化理论，在船底设计一个人造空腔，将气体通

3、入空导线的影响，流动很容易发生分离。腔中形成一个与水分离的大气泡，以达到减阻的目1975年前后，苏联的研究人员研究了微气泡的。减阻的影响因素，表面摩阻减少高达80%。气泡在19世纪末就出现了利用空气薄层将船与体积浓度、孔径等对减阻影响较大。微气泡大量水隔离，降低摩擦阻力的设想。但直至上世纪60集中在湍流边界层中是导致阻力减少和湍流改善年代才真正开始微气泡减阻的研究，1973年以的原因，孔径为1～3μm的多孔平板减阻效果最来，苏联、日本、中国、美国、法国、韩国等国家大力佳，50～100μm时阻力不会减少。开展了船舶气泡减阻技术的研究，并在苏联等少20世纪80年代初，美国研究人员进行了与数国家得到

4、初步应用。在国内，武汉理工大学，海苏联相似的研究，基本证实了苏联的研究结果，摩军工程大学，中国船舶科学研究中心等单位在理擦阻力可减少50%～80%。研究表明:①喷气孔论研究及试验研究方面取得了一定的成果。的大小对减阻效果的影响不大;②当体积流量相同时，气体质量浓度、密度和注入长度不是微气泡1微气泡减阻技术研究概况减阻的主要影响因素;③当水流速度不变，增大单微气泡减阻在冷战时期发展最快，主要集中位时间气流量，可使摩擦阻力线性减少，直至饱和在苏联和美国，日本、中国、挪威等国家也相继投气流量，在相同气流量下，随水流速度的增大减阻入研究。起初对微气泡在平板和回转体上的应用效果下降。做了初步探索性的试验

5、研究，后深入到低速平底近些年，Sanders等人在美国海军大型空泡水船上的应用。槽(LCC)开展了一系列应用于平板的气泡减阻试1．1国外研究概况验研究，在较低航速及较高喷气量下，可形成并维1938年，苏联设计者L．Lapshin在平底驳船持覆盖平板底面的气层，表面摩擦下降80%以［2］上;在高速时，通过船体上的断阶形成空泡，此研究与苏联的人造空腔理论相同。收稿日期:2011-04-1890年代以来，日本许多学者开始了微气泡控修回日期:2011-08-19作者简介:王丽艳(1986-)，女，硕士生。制湍流边界层减阻的试验研究，其中比较有代表性研究方向:高性能船舶的设计理论和方法的是广岛大学工学部

6、和石川岛播磨重工业株式会社E-mail:wangliyan815@163．com技术研究所所进行的平板及回转体减阻的试验研109第6期船海工程第40卷究，试验结果与苏联及美国大体一致。近10来，日就越大，从而船底压力越大;横倾与纵倾情况下，本的研究集中在微气泡减阻技术在实船上的应用。由于船底较高体积分数的存在，导致船底压力较1．2国内研究概况正浮船底压力更为理想。上海船舶运输科学研究所的蔡金琦等人从2大气泡减阻技术研究概况20世纪80年代初开始致力研究船舶薄层气膜减阻技术，模型试验及实船试验结果表明所能形成高速气泡船是在前苏联列宁格勒的克雷洛夫［3］的船底薄层空气膜可使船舶减阻15%～30%。

7、研究院研究成功的。他们自1961年开始就研究1999年王家楣教授在试验中创造性采用多人工气泡在滑行艇上的稳定性问题，1985年开始孔硅材料板，并借助大比例尺平底型船模，就船舶研究人工气泡在高速排水式船型上的稳定性问吃水和喷气形式对气幕减阻效果的影响进行了试题，1993年起研究人工气泡在双体滑行船和过渡［4］验研究。型双体船上的应用。投入运营的气泡高速艇多采1999年詹德新开展高速气泡船气膜减阻研用