一种宽扁平球鼻艏

技术领域

本发明涉及球鼻艏设计领域，尤其涉及一种宽扁平球鼻艏。

背景技术

球鼻艏(bulb bow)亦称“球艏”，船首部水面以下的球状突出部分，是一种用来克服船阻力的结构。其大小和形状与船体相配合可对水的压力起抵消作用，产生的船波较小，并可改善船体附近水流情况，以减小船的阻力。

但是，当船体在浅水区域航行或作业时，一方面需要适应浅吃水的环境，另一方面需要克服船体作业过程中对船体浮态产生的影响，这需要船体具有较高的稳定性，而现有的球鼻艏，无法满足这种需求。

发明内容

本发明提供一种宽扁平球鼻艏，以解决上述问题。

一种宽扁平球鼻艏，所述球鼻艏的宽度大于高度，所述球鼻艏具有侧面和底面，在任意经过所述球鼻艏的横剖面上，所述侧面与所述横剖面相交于第一曲线，所述底面与所述横剖面相交于第二曲线，所述第一曲线的曲率大于所述第二曲线的曲率。

进一步地，所述底面与所述船体底部平滑连接，所述底面与中纵剖面相交于第三曲线，所述第三曲线的曲率从船艏方向向船艉方向逐渐减小；

所述底面的宽度从船艏向船艉方向逐渐增大，且所述底面与靠近船艏方向横剖面之间相交线的曲率大于所述底面与靠近船艉方向横剖面之间相交线的曲率。

进一步地，所述球鼻艏与船体之间具有夹角，且所述夹角从船艏方向向船艉方向逐渐增大。

进一步地，所述球鼻艏的高度大于船体的设计吃水高度，且所述球鼻艏的高度从船艏方向向船艉方向逐渐减小。

进一步地，所述球鼻艏在船体艏垂线处横剖面的宽度为所述船体型宽的45％-55％，所述球鼻艏的最大高度为所述船体设计吃水高度的120％±5％，所述球鼻艏的长度为所述船体垂线间长的2％±0.5％。

本发明公开的一种宽扁平球鼻艏，不仅改善船舶航行时的产生的兴波阻力，同时增加分布在艏部的排水体积的比重，提高船舶的稳定性和耐波性，有利于抵抗风浪作用下的垂荡现象。通过CFD仿真得出船舶迎浪时，在波高为1.5m，波长为1倍船长的波浪作用下，船体以幅值0.12m做垂荡运动，最大下沉仅深度为0.24m，为精密设备仪器提供稳定的工作条件，且保证了在波浪条件下的4m极浅水海域进行作业时船舶不发生触底现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中公开的一种宽扁平球鼻艏主视图；

图2为本发明实施例中公开的一种宽扁平球鼻艏中纵剖面图；

图3为图2中A-A视角剖面图；

图4为图2中B-B视角剖面图；

图5为图2中C-C视角剖面图；

图6为图2中D-D视角剖面图；

图7为图2中E-E视角剖面图；

图8为图2中F-F视角剖面图；

图9为图2中G-G视角剖面图；

图10为具有本发明实施例中宽扁平球鼻艏船体的垂向速度变化和不具有宽扁平球鼻艏船体的垂向速度变化对比图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，船体1具有宽扁平的球鼻艏2，所述球鼻艏2的宽度大于高度，所述球鼻艏2具有侧面和底面，在任意经过所述球鼻艏2的横剖面上，所述侧面与所述横剖面相交于第一曲线121，所述底面与所述横剖面相交于第二曲线122，所述第一曲线121的曲率大于所述第二曲线122的曲率。横剖面垂直于船体艏艉线，如图3-9所示，本实施例中选取多个横剖面进行展示。如图2所示，所述底面与所述船体1底部平滑连接，所述底面与中纵剖面相交于第三曲线123，所述第三曲线123的曲率从船艏方向向船艉方向逐渐减小；所述底面的宽度从船艏向船艉方向逐渐增大。

如图4所示，所述球鼻艏2与船体1之间具有夹角，如图3-6所示，所述夹角从船艏方向向船艉方向逐渐增大。

所述球鼻艏的最大高度大于船体的设计吃水高度，且所述球鼻艏2的高度从船艏方向向船艉方向逐渐减小。

如图8所示，为船体艏垂线处横剖面图，所述球鼻艏2在船体艏垂线处横剖面的宽度为所述船体型宽的45％-55％，所述球鼻艏2的最大高度为所述船体设计吃水高度的120％±5％，所述球鼻艏2的长度为所述船体垂线间长的2％±0.5％。

所述船体1的底部为平面，所述船体1的左舷和右舷均垂直于所述船体的底部。所述船体的傅氏数为0.170-0.180，方形系数为0.9-0.99，设计吃水为2.4m-3m。

方形系数较大的船体，在浅水区域，当船体随波浪起伏过大，会大大增加船体触底的风险，极易造成损坏。本实施例中提供的球鼻艏使船体随波浪起伏的高度大幅度降低，扁平状的宽体球鼻艏，使设计吃水线下的波形弱化，降低了兴波阻力。不仅使船体在波浪下起伏程度减小，同时增大船体可排开水的体积，使船体吃水进一步变浅。

本实施例中的球鼻艏，不仅改善船舶航行时的产生的兴波阻力，同时增加分布在首部的排水体积的比重，提高船舶的稳定性和耐波性，有利于抵抗风浪作用下的垂荡现象。如图10所示，利用CFD计算，对球鼻艏性能进行验证。图中较深的曲线为本实施例中的浅吃水物探作业船，较浅的曲线为普通船型，不具有本实施例中的球鼻艏。由图可明显看出，本实施例中的浅吃水物探作业船的垂向速度小，即上下波动小。在波高为1.5m，波长为1倍船长的波浪作用下，船体以幅值0.12m做垂荡运动，最大下沉仅深度为0.24m，为精密设备仪器提供稳定的工作条件，且保证在波浪条件下的4m极浅水海域进行作业时船舶不发生触底现象。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。