研究船舶周围流场的方法

❶ 船舶结构设计

一 概述
船舶结构设计是在满足船舶功能及总体性能要求的前提下，通过结构设计使船舶在寿命期间强度、刚度、稳定性等均能满足使用的要求。船舶结构设计的内容决定了其设计计算任务的繁重。随着世界船舶市场对高技术含量、高附加值船舶需求的加大，各国船舶业间的能力竞争日趋激烈。现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、计算机化方向发展。为了缩短船舶产品研制开发周期、降低开发费用，提高船舶结构设计计算效率已提上日程。
技术的推动和需求的牵引使计算数值仿真技术得以迅速发展，在船舶结构设计中，以有限元为核心的CAE（Computer Aid Engineering）技术——计算辅助工程技术，越来越受到重视，各种各样的仿真方法和仿真工具正逐步得到应用。CAE技术已成为船舶结构设计中不可或缺的有力工具，是解决大量工程优化问题的基础。为适应船舶工业的迅速发展，解决实际工程问题，迫切需要开展CAE在船舶结构设计中的应用及开发。
二 船舶结构设计的特点及CAE发展的现状
船舶经常运营于高速、强水流、强气流等环境条件下，船舶设计结构不仅要考虑船舶总纵强度、局部强度、结构稳定性，还需要考虑振动、冲击、噪声等。由此可见，船舶结构设计是一门技术含量高、设计难度大的学科领域。船舶结构设计的困难的另一个重要方面是由于船舶体积庞大，在很多场合下无法象汽车、飞机等一样做整体试验。传统船舶结构设计是通过母型船改进，结合经验开展简化结构的定性分析计算完成，其结构设计、计算和分析包含大量的经验成分。船舶结构试验开展的困难，加大了船舶结构设计对数值仿真技术的依赖性，CAE技术成为船舶结构设计的重要工具。
CAE从字面上讲是计算机辅助工程，其概念很广，可以包括工程和制造业信息化的所有方面。但传统的CAE主要是指工程设计中的分析计算和分析仿真，其核心是基于现代计算力学的有限单元分析技术。CAE起始于20世纪50年代中期，而真正的CAE软件诞生于70年代初期，到80年代中期，逐步形成了商品化的通用和专用CAE软件。近40年来，CAE技术结合迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算技术，从低效检验到高效仿真，从线性静力求解到非线性、动力仿真分析、多物理场耦合，取得了巨大的发展与成就。在日趋全球化的市场氛围中，企业间的竞争将表现为产品性能和制造成本的竞争。而CAE在产品研发及创新设计中所显示出的无与伦比的优越性，使其成为现代化工业企业在日趋激烈的市场竞争中取胜的重要条件。利用CAE软件，可以对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，并对其未来的工作状态和运行行为进行虚拟运行模拟，及早发现设计缺陷，实现优化设计；在实现创新的同时，提高设计质量，降低研究开发成本，缩短研究开发周期。CAE与CAD／CAM等软件一起，已经成为支持工程行业和制造企业信息化的主要信息技术之一。
CAE软件技术的发展，促使CAE在各行各业得到了极为广泛的应用。目前，CAE软件已在国外广泛应用于核工业、铁道、石油化工、机械制造、汽车交通、电子、土木工程、生物医学、轻工、日用家电等工业和科学研究领域。CAE在船舶行业也正迅速发展，目前各大舰船科研院所均引进CAE软件开展日常设计研究工作、各大船级社均采用CAE有限元软件进行自行规范计算的设计与研究。
三 CAE技术在船舶结构设计中的应用
目前CAE技术在船舶结构设计中已使用非常广泛，已渗透到船舶结构设计计算中的每一个领域，下面分别介绍CAE在船舶结构各计算领域中的应用。
3.1 强度
强度是船舶结构设计首先要考虑的问题。船舶结构强度计算主要包含全船总纵强度计算和局部强度计算。总纵强度是校核船体的纵弯曲计算波浪条件下船体各横剖面内纵向结构构件的应力,并将它与许用应力进行比较以判定船体的强度。传统的船舶总纵强度计算常常仅对典型横剖面进行计算,通常需要进行多次近似计算才可以得到最终结果,而采用全船有限元建模的方式,船舶总纵强度的计算变得较为容易。图1是某船在六级海况总纵强度中垂状态计算结果。在全船有限元模型CAE计算下，全船的每一个模剖面任意构件的应力情况都可以在计算结果中反映。目前由于全船总纵强度有限元计算需要耗费大量机时进行三维模型的建立,要开展全船总纵强度CAE计算需要较长周期，但如果全船三维CAD模型已经存在,船舶CAE计算将变得十分方便。
船体结构局部强度计算主要包括对底部结构强度计算、舷部结构强度计算、球鼻首结构强度计算、甲板结构强度计算、舱壁结构强度计算、主要设备基座强度计算等。传统计算方法对船舶局部结构的计算通常建立在简化的梁系结构和板架结构来计算，计算模型也通常是平面模型，空间复杂结构常常无法完成计算。而运用CAE技术任意复杂的船舶局部结构，其强度问题都能迎刃而解，并且计算结果非常详实。图2为船舶底部结构局部强度有限元计算结果。

图1 全船总纵强度计算 图2 底部结构强度有限元计算

运用CAE技术进行船舶结构强度计算目前应用非常广泛，CAE已成为实际船舶结构强度计算的不可缺少的工具。
3.2 刚度
在船舶结构强度满足的条件下,船舶结构设计的另一个重要指标就是刚度，即在预定的载荷下船舶结构的变形必须在许用的范围内。如规范规定全船在波浪下的静变形不大于船长的五百分之一。图3是对典型船舶双臂尾轴架结构刚度CAE计算结果。
利用先进CAE计算软件,可以真实的反映结构的实际承载情况,能考虑传统方法不能计算的复杂结构的变形问题,而且结果更准确可靠。

图3双臂尾轴架结构刚度计算 图4 甲板板架板架结构稳定计算

3.3 稳定性
船舶结构的稳定性分析，即船舶结构的失稳计算,属于船舶结构计算的重要组成部分。船舶结构稳定性计算常常包括对支柱结构的失稳欧拉力的校核计算、甲板纵骨带板结构失稳欧拉应力计算和甲板板架、底部板架结构失稳计算。图4是对典型甲板架板架结构稳定计算结果。传统计算方法对结构失稳计算通常仅能对支柱、简单板架结构进行计算。运用CAE方法可以快捷的计算复杂结构的失稳问题。
3.4 振动
船舶结构的振动计算对于船舶结构设计十分重要。规范要求，船舶总振动固有频率应避开主机频率、轴频、螺旋浆叶频等,尾部板及板架结构振动固有频率要避开螺旋浆激励频率；机舱区板及板架要避开主机频率。

图5 某舰总振动计算

图6 船舶尾部振动计算

船舶结构总振动传统计算方法是将全船简化为二十站变截面的空心梁，然后用经验公式计算得附连水质量附加到总船质量上进行振动计算。这样计算方法能在相当简化的程度上得出计算结果，但会把实船会遇到的横向总振动、扩张收缩等的振动形态给忽略掉。全船CAE振动计算能精确的建立全船有限元模型，并根据船体外板的空间形状考虑水对总振动的影响，而不必用人工经验公式计算的方式加附连水质量。全船CAE计算的结果可以全面的仿真全船在水中振动的情况。图5为某船总振动模态。
船舶尾部结构振动是船舶结构振动的一个难题，该问题不但涉及到船舶结构本身的固有频率，还涉及到船体结构与周围流场的流固耦合振动，要详细研究船舶尾部结构振动问题，传统方法仅能做定性分析，CAE技术为其提供技术解决方案。图8为某船尾部振动计算结果。文献[4]也利用SESAM有限元程序船舶尾部振动进行响应预报。
尾轴架结构的振动问题也是船舶局部振动经常要面对的问题，传统计算方法也只能对其做相当的简化求出近似的结果。文献[5]运用有限元法建立尾轴架结构的真实实体模型,并进行了详细的干湿模态计算。
3.5 冲击
船舶抗冲击性是目前越来越受相关专业人员重视的学科领域，对于军舰来说尤为重要，因为舰船结构抗冲击性是舰船生命力的重要保障。设计军舰结构时，舰船结构不但要经受强大的风浪载荷，还需要考虑舰船结构承受炸药爆炸的冲击载荷。该领域分两大类研究范畴：舰船结构抗水下非接触爆炸计算研究和舰船结构抵御接触爆炸穿甲研究，统称舰船结构抗冲击研究。舰船抗冲击性在传统方法中无法计算。近些年来,随着计算硬件的发展及CAE技术的发展，从船局部结构到整舰的CAE抗冲击评估计算逐步可以在微机上开展。文献[6]运用MSC.DYTRAN对加筋板架爆炸载荷下动态响应进行了数值分析，文献[7]对某型水面舰船全船结构在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应进行了MSC.DYTRAN数值模拟。图7为某舰整舰水下爆炸冲击计算有限元模型。图8为某柴油机基座抗冲击计算结果。

图7整舰水下爆炸冲击计算

图8 某柴油机基座抗冲击性计算

整舰结构抗冲击CAE计算规模一般较大，有限元模型的网格质量、单元选择、材料选择、外载荷的施加方法及计算算法的选择对计算结果有重要影响。整舰CAE计算仍是技术含量很高的领域，亟需投入大量力量去研究和开发。
3.6 噪声
舰船结构的噪声主要包含舰船舱室内噪声研究和舰船结构水下噪声研究。船舶噪声的治理一直以来和舰船结构振动密不可分，但又与船舶结构振动很不相同。船舶结构振动常常只需要解决低频问题，而船舶结构噪声问题常常频段范围很宽，从几赫兹到几十万赫兹。CAE技术中的有限元法显得力不从心，因为声学问题如果要用有限元的方法来进行计算，随着频率的加大，网格的密度要非常之大，就算是简单的结构其计算模型也非常巨大，以致于现有的计算机无法完成计算。故在噪声领域有限元法常用于低频、中低频的计算，中高频以上问题需要采用其它CAE技术，包括统计能量法、边界元技术、无限元技术等。图9为运用AUTOSEA软件，对简化的全舰船结构进行声幅射计算的例子。

图9 全舰声幅射计算

四 船舶结构CAE技术应用的特点
CAE技术正应用到船舶结构设计算的每一个领域。CAE在船舶结构设计中有如下几个优点：
1. 可视性 采用CAE进行船舶结构计算，可以从图像上看到分析结构的大小、材料、边界条件、载荷条件等，大多数CAE软件均提供了良好的人机交互环境。
2. 真实性 运用CAE技术对船舶结构建模能反映船舶结构的真实几何情况。无论是板架结构还是实体结构，无论是简单平面结构还是复杂空间结构，CAE的建模功能都能根据问题的需要，作适当简化，建模反映结构的真实情况，为精确计算打下基础。
3. 详实性 运用CAE工具进行船舶结构计算，可以根据模型参数情况、加载的条件及计算参数的设定，详实求得计算结果。根据设计人员的需要求得任意部位需要的计算结果，可根据设计人员提供参数的准确程度,详实反映结构物理情况。
4. 强数值运算能力 目前通用的CAE软件，都采用多种高效的数值计算方法，大量线性、非线性问题均有解决方案。不同CAE软件常常是功能侧重点不一样,如MSC.NASTRAN和ANSYS在有限元线性力学领域十分成熟；ABAQUS软件则在有限元非线性接触、摩擦领域有特长；ANSYS-LSDYNA、MSC.DYTRAN由于采用显示动力学算法，强于冲击穿甲相关计算；SYSNOISE则是声-振分析专业工程软件，它拥有声场有限元、无限元、直接 /间接边界元法等多种声学解决方案；AUTOSEA软件是基于统计能量分析方法的结构振动、声学设计工具；HYPERMESH强于网格划分，并是目前很适合于做结构力学优化设计的软件。
尽管运用CAE技术开展船舶结构设计计算有上述优点,但目前仍有以下问题:
1. 如何快速建模是船舶结构CAE设计的一个重要任务。由于船舶行业自身特点,船舶结构二维CAD设计在相当长一段时内还将存在,并在工程中发挥重要作用。目前从二维CAD图纸设计到三维CAE模型的生成,需要花费大量时间。
2. CAE目前使用难度仍然较大。由于有大量CAE软件的存在，并且各CAE软件均有很强的专业背景，要想使用好特定的CAE软件，设计使用人员必须具备相当的相关领域的专业知识。CAE软件目前仍停留在少数专业人员的使用范畴内。
3. 修改设计CAE计算工作量较大。由于CAE的计算过程复杂，做一次设计修改相当于重新开始做一次CAE计算。很多情况下网格划分、边界条件的定义等都要重新进行。对于一个小规模问题，重新计算工作量增加不明显，如果对一个大规模计算，则需要耗费大量机时。
4. 目前船舶结构CAE计算尚不存在质量控制标准。虽然CAE在船舶行业的应用已有很长时间，并且大量任务已采用CAE分析计算，但CAE建模的简化程度、网格的质量、边界条件的设定、外载荷加载方式都和具体分析计算的人员的经验有很大关系，其计算结果的准确程度也很不一样。常常出现不同人员对同一问题进行计算而得到不同结果的现象。
五 总结及展望
随着船舶结构设计技术的深入开展船舶强度、刚度、稳定性、振动、冲击和噪声各领域的CAE应用将越来越广泛和深入。CAE不仅可以解决船舶结构传统经典力学问题，新兴的学科领域如爆炸冲击领域问题也有解决方案；CAE不仅在现有结构的力学计算上发挥巨大作用,在船舶结构设计创新,新材料、新结构形式的使用上也将发挥不可替代的作用。
展望未来船舶结构设计中CAE技术将有如下特点：
1. 船舶结构CAE计算领域更加扩大。在船舶结构CAE计算将在更加精确的基础上扩大计算的学科领域，如流体与固体的耦合计算、振动与声学的耦合计算、高速冲击下的结构力学与热力学计算等。
2. CAD设计与CAE计算更紧密结合。由船舶结构二维、三维图纸设计方案均能方便的转化为CAE分析的几何模型。
3. CAE软件操作的更简便实用化。CAE技术将成为更大范围内工程技术人员的实用工具，而不仅仅停留在少数专业人员手中。更人性化、智能化的CAE工具将帮助大多数船舶结构设计技术人员解决日常设计问题。
4. 特定问题CAE计算参数化。产品的型号系列化一直以来是设计人员的工作内容，在船舶结构设计中有很多领域都需要对结构相似的类似问题进行计算,特定问题CAE参数化将大大方便设计人员的结构优化设计工作。
5. 船舶结构CAE计算的规范化。针对不同的船舶结构设计计算领域，将制定规范标准化CAE计算过程，使CAE船舶结构设计计算的正确性有保障。

❷ 有船舶快速性论文吗

船舶快速性 - 正文
船舶快速性是船舶航海性能中的一项重要内容,也是船舶的一个重要性能指标,是指船舶在主机输出功率一定的条件下，尽量提高船速的能力.通常是指船舶航行速度的快慢, 船舶航速高, 船舶快速性好; 航速慢, 快速性不好. 船舶快速性包含节能和速度两层意义，船舶快速性取决于两个因素：船舶前进时受到的阻力和船舶推进装置的效率。所以提高船舶快速性也应从这两方面入手，即尽量提高推进器的推力和减小船舶航行的阻力。
为了提高船舶快速性就要千方百计地减小船舶航行的阻力,这就需要研究船舶航行时的阻力 .船舶航行时，船体的水线下部分浸入水中，其余部分则处在空气中。因此，船舶运动时受的总阻力包括水阻力和空气阻力。由于水的密度远大于空气的密度，因此水阻力是主要阻力。水阻力按产生的原因，可分为粘性阻力和兴波阻力。
粘性阻力 由于水的粘性作用引起的阻力，包括摩擦阻力和旋涡阻力。摩擦阻力产生于水对于船体表面的粘附作用,在船舶总阻力中所占比重最大。摩擦阻力对低速船可占总阻力的80％；对高速船也要占50％左右。减小摩擦阻力的途径是缩短船长、减小浸水表面积和提高船体的表面光洁度。旋涡阻力又称形状阻力或粘性压差阻力，它是水流经船体表面时因粘性引起首尾的压力差而形成的，其值同船体尤其是船体尾部的形状有关。如尾部线型过于丰满，就容易产生旋涡，增加旋涡阻力。减小旋涡阻力的途径是加大船舶长宽比和采用流线形船体。
兴波阻力 是船舶航行时兴起的重力波引起的阻力，对高速船特别重要，其大小取决于船的航速及长度。它们的关系可用弗劳德数Fr表示：

式中v为航速(米/秒)；g为重力加速度(米/秒)；L为船长（米）。如果Fr大于0.35，兴波阻力即超过摩擦阻力而居主要地位，但一般运输船舶的弗劳德数都在0.35以下。减小兴波阻力的主要途径是改进船型及改变航行方式。通过系列船模试验研究，现在可以得到兴波阻力较小的船型及合理的船舶主尺度比和船型系数。船舶航行时兴起的波浪一般有首波和尾波二个波系。如果船型选择适当，可以使二个波系产生有利干扰，而使兴波阻力减少，如在船首设一球鼻也可产生附加波系；使波的干扰有利兴波阻力减小。船舶若能脱离水面腾空航行或潜水航行，则可避免波浪的产生及不产生兴波阻力。
船舶的推进效率 为了使船舶能以一定的速度向前行进，必须有一个与阻力大小相等、方向相反的推力。这个推力通常是依靠推进器推水向后而产生的。最常见的推进器是装在船尾部水下的螺旋桨。由于螺旋桨工作时会使一部分水流产生向后和旋转的运动，因而要耗去一部分功率，使螺旋桨的效率在理论上不可能接近1,同时由于螺旋桨是在船尾复杂的流场中工作，受到不均匀水流的影响，使效率更低。螺旋桨高速运转时，桨叶上水流压力下降，当下降到水的汽化压力时，水就变成汽，形成气泡,效率进一步下降，使推进效率很低。因此,对船舶推进的研究很为迫切。既要对螺旋桨本身的工作情况进行理论探讨和科学实验，又要分析螺旋桨在船尾水流中的具体工作条件，研究船体对螺旋桨的影响，这样才能设计出接近于理想的螺旋桨，使船舶获得尽可能高的推进效率。
快速性良好的船舶，除应具有优秀的船型使航行时产生的阻力最小以外，还必须具有良好的推进性能，使主机的功率得到充分利用。研究船舶快速性的方法有理论分析、船模试验和实船测试等三种。其中船模试验仍是目前获得船舶快速性资料的主要手段。

❸ 船舶测深定位方法及特点

咨询记录 · 回答于2021-10-16

❹ 船在海上如何解决摇晃问题

耐波性是指船舶在波浪上克服摇摆等运动的性能。为改善船舶的耐波性，以达到减小摇晃幅度和改变摇晃周期是达到船舶舒适度的关键目的，通常在船上装设减摇设备：
1. 双体船设计

双体船设计
大家看到的很多高速游轮很多才有双体船设计，通俗来讲即是将两个船体连接起来，一般装有双桨双舵，操控性能良好。双体船设计大大提高了船舶浮心，降低了重心，前文述浮心和重心间的距离决定船舶的稳性，因此该类船舶稳定性大大提高，摇摆性比单体船少，进而增加了整体船员的乘坐舒适度及减少了晕船的机率。同时还不需要安装“平稳器”类的设备，也减少了购置成本。
2. 装设舭龙骨

船舶舭龙骨
舭龙骨是应用最广泛，最简单的减摇装置，它沿着船长方向安装在船的舭部，在横摇时扰动船体周围的流场，使船产生附加阻尼，借以增加横摇阻尼从而达到减摇目的的被动式减摇装置，在任何海况情况下都有效，尤其是当船舶的周期性摇摆与波浪的周期性作用发生共振摇摆时效果最显着。唯一的缺点是装上舭龙骨会使船舶阻力略有增加。由于它结构简单，建造成本低和对航速影响小等优点，几乎在所有海船上都毫无例外地装有舭龙骨，它已成为海船船体的一部分。所以，在一般情况下，所谓减摇装置是指舭龙骨以外的减摇措施和设备。
3. 装设减摇鳍

减摇鳍
减摇鳍装置是目前世界各国装船最多的一种减摇装置，船舶在摇摆过程中，通过控制机构自动调整减摇鳍机翼相对于水流的角度，使左右两个减摇鳍产生最大的与摇摆方向相反的力矩，达到减摇的效果。这种减摇装置效果较好，对航速较高的客船尤为显着。它是一种主动式减摇装置，减摇效果高，使用广泛，减摇鳍最早出现在1889年，被JohnI.Thomeyeroft申请了专利。1923年，日本的元良信太郎设计了第一套减摇鳍，经装船试验得到了良好的减摇效果。1935年，英国的布朗兄弟公司设计的减摇鳍成功应用于一艘2200吨的海峡渡轮，从此，减摇鳍得到了广泛的应用。

❺ 当一艘船遇到风浪时哪里最安全

回港避风最安全。

大家都知道无风不起浪，波浪的产生主要是风力的作用，风吹海面，使海面发生周期性的运动，造成了波浪起伏，在一个大风大浪的天气中，每平方米面积上受到几吨甚至几十吨力量的冲击。遇到狂风暴雨的时候，一些船只很容易被大浪推翻，所以遇到大风大浪的天气，船只都要回港避风。

如果风浪有可能超过船的承受能力，停船抛锚，等风浪过去后再走。如果一定要走，顺风浪自然安全一点。切忌船的侧面迎向风浪，易翻。

基本信息

《恶劣天气条件下船舶开航安全性评估》对船舶安全航行研究理论进行了分析，总结了船舶安全评估方法，阐述了对船舶开航安全性评估的必要性；全面分析了世界范围内海损事故现状，利用灰色系统理论对在恶劣天气条件下海损事故的致因进行关联分析。

对船舶检查缺陷及滞留原因进行了统计分析，结合《海船安全开航技术要求》及相关的一些规范对恶劣天气条件下船舶适航性进行探讨，从人、船及环境角度分析各个要素对船舶开航安全的影响，建立了科学、系统的恶劣天气条件下船舶开航安全性评价指标体系。

分别应用模糊综合评价方法、概率影响图方法和BP神经网络方法对恶劣天气条件下船舶开航安全性进行评估。最后利用粗糙集理论对三种方法的评估结果进行数据挖掘，通过对数据挖掘结果的分析与验证，得出最终结论。结果表明，模糊综合评价方法和概率影响图方法较适宜于恶劣天气条件下船舶开航安全性评估。

❻ 杨建民的主要成就

长期从事海洋工程流体力学、船舶推进、船舶操纵等方面的教学与科研工作，主持和承担完成了40多项基础研究和国内外重大工程研究项目。其中，参与激烈的国际竞争，主持承接了10多项国外重大工程项目，为提高实验室在国际技术市场中的竞争能力和在国际海洋工程界的声誉作出了贡献。
在科研方面主要取得如下成果：
（1）对FPSO系统进行了深入系统的研究。主持了5个美国项目，4个挪威项目和多个国内项目，有些项目已经在国内外实际工程中得到应用。与企业合作主持国家“863计划”重大专项课题“浅水超大型浮式生产储油卸载系统关键技术研究”，首次提出了大型FPSO“浅水效应”概念。
（2）对海洋深水平台进行了深入的研究，如主持了与美国Novellent公司合作研究项目“GSpar研究”，国内首次进行这类平台的研究。
（3）提出了任意三维物体绕流的三角元源汇法、三维机翼分离流的理论计算方法、计算斜航及回转时船体周围流场和流体力的面元方法等。
（4）研制了非接触式六自由度运动测量系统，该系统通过了国家教育部鉴定，2000年获上海市优秀发明选拔赛一等奖。
（5） 获1996年中船总科技进步二等奖和1997年中船总科技进步二等奖。

❼ 对航海技术的认识有哪些

如下：

1、船舶大型化

在20世纪60年代，1万载重吨的船就可称为“万吨巨轮”，2000年末世界上拥有10万载重吨的超大型油轮（VLCC）数百艘，其中包括3艘50万载重吨的特大型（ULCC）油轮。

目前最大的散货船为36万载重吨。集装箱船近年来也越来越大，5000TEU、6000TEU、7000TEU和8000TEU的集装箱船相继投入使用，9000TEU和10000TEU的集装箱船正在建造和开发中。90年代后半期，欧美船东不断建造大型豪华邮轮，1998年至2002年，年均建造13艘，其中多数是14万总吨级。

2、船舶专业化

过去的海洋运输船舶主要是客船、货船和油船。近20年来，集装箱船、滚装船（Roll—Roll）、液化气船（LNG、LPG）等专业化特种船舶迅速增多。

3、船舶高速化

为了与高速公路、高速铁路运输竞争，近20年来，速度30节以上的小型高速气垫船、水翼船、水动力船、喷气推进船快速研制并大量投入使用。当前的集装箱船速度为25—30节，大约比过去的普通货船快一倍。

4、船舶自动化

20世纪70年代计算机在船上广泛应用，从船舶在机舱设置集中控制室到出现无人值班机舱和驾驶台对主机遥控遥测，船舶机舱自动化成为趋势。1970年日本“星光丸”竣工开创驾机合一的新时代，在当时被称为是“超自动化船”。

船舶自动化使船舶定员大约减半，降低了营运成本。近10年来建造的新型船舶基本上都可称之为自动化船舶，其中一部分自动化程度高的船舶被称之为“高技术船舶”。船舶自动化从机舱自动化走向了驾驶自动化。

5、导航定位电子化

当前，传统的陆标定位、天文定位方法已成为特殊情况下的补充手段，无线电导航定位方法经过了无线电测向仪（1921）、雷达（1935）、罗兰A（1943）、台卡（1944）、罗兰C（1958）、卫星导航系统（1964）、全球定位系统（1993）的发展历程，进入高精度卫星导航定位时代。

美国开发的全球定位系统（Navigation Satelite Timing and Ranging/Global Positing System，GPS）可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息，使船舶、飞机和汽车等运载工具的导航与定位发生了划时代的变革。

采取差分技术的GPS技术可把定位精度提高到几米。GPS现已普遍装在船上，成为最主要、最常用、最简便、最准确的导航定位手段。为摆脱对美国GPS的依赖，俄罗斯开发了GLONASS全球导航系统，中国开发了北斗卫星定位系统，欧盟正开发伽里略卫星导航定位系统（中国将参与合作开发）。

航海技术简介：

航海科学技术主要研究船舶如何在一条理想的航线上，从某一地点安全而经济地航行到另一地点的理论、方法和艺术。航海技术是具有悠久历史、内容丰富且有很强的实践性的综合性应用科学。

现代科学技术的发展成就，使航海技术取得了长足的进步，信息科学、计算机技术、电子技术、通讯技术及空间卫星技术在航海上得到了成功的应用。航海技术主要包括船舶航行与导航定位、船舶操纵与避让、船舶种类与性能结构、船舶设备与属具、助航仪器及设施、海洋水文地理与气象、港口与航道工程等内容。

❽ 船舶在水中航行时,流场中会产生哪些重要物理现象它们与阻力有何关系

对于船体,主要有三种阻力,一是迎面分流水产生冲击阻力,二是侧面产生磨擦阻力,三是尾部产生空吸阻力。另外，高速旋转的螺旋桨除产生推力外，还产生涡流、湍流，也有阻力。

❾ 怎样减小船舶阻力~方法有什么（大型船舶）

减小船舶阻力方法节能 影响船舶阻力的因素很多, 其中主要的是航速、船型和船舶航行时的外界条件。对于大量使用的中、低速船舶而言, 粘性阻力比兴波阻力要大得多; 对于高速船舶, 则主要应减少兴波阻力。在减少阻力方面的主要措施有: (1) 优化船舶的主要尺度和线型。目前采用较多的船型与线型有: ① 球鼻艏船型(国外已发展可变球鼻艏, 其鼻可上下移动, 或自由摆动, 或按吃水与航速变化改变球体形状) ; ② 艉端球船型; ③ 球艉及双艉鳍船型; ④ 纵流船型; ⑤ 双体船及小水线面双体船; ⑥ 不对称艉部线型; ⑦ 浅吃水肥大船型; ⑧ 双艉船和平头涡艉。 很多情况下应研究油耗率可以降低的程度以及是否有必要重新确定螺旋桨设计点。不应忽略通过提高转速改变设计点对螺旋桨的影响,否则由改变设计点得到的改进与对螺旋桨本身产生的影响可能会相互抵消。 (2) 减少船体的粗糙度。船舶使用一段时间后,船壳由于被腐蚀等, 其粗糙度就会增加。同时, 海生物对船壳的污底与附着也日益严重。这些都是节能的大敌。据粗略统计, 由于粗糙度的增加, 每年要多耗燃袖30% 左右。防止污底的对策有: ① 采用先进的防污涂料系统, 用以防止海生物的附长, 如采用自抛光船壳漆; ② 电解海水防污, 通过电解装置将海水分解出氯气, 杀灭海生物; ③ 定期进坞清底; ④ 水下清洗(刮船底) ; ⑤ 水面刮刷和补涂技术。 防止粗糙化的对策有: ① 正确选择合理的涂料系统; ② 提高油漆施工的质量; ③ 对船壳水下部分实行阴极保护等; ④ 对船壳板进行打砂。 (3) 采用船艉附体(如加鳍、导流管等)。采用船艉附体, 不仅能改善艉部流场, 从而降低粘压阻力,而且可使螺旋桨的推进效率提高。目前采用的附体有: ① 反作用力鳍; ② 前置导管; ③ 附加推力鳍; ④ 艉端球及整流舵加鳍; ⑤ 桨后固定叶轮。