基于模型试验的气垫船低速破冰机理研究

• 作者: 黄焱 侯月阳 田育丰
• 来源期刊: 船舶力学
• 关键词: 气垫船 平整冰 模型试验 破冰机理 破冰阻力
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 流体力学|Hydrodynamics
• 页码范围: 1010-1020
• 页数: 11页
• 分类号: U615.35+5|U674.21|U674.943
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2021.08.004

摘要

为探索气垫船低速航行时的破冰机理,在低温拖曳冰水池中开展了系列模型试验研究.在模型试验中,以一艘内河自航气垫破冰船为原型,分别基于弗汝德和柯西相似准则建立了合理的模型试验相似体系.结合原型结构信息和实验室条件,确定了适当的模型比尺,从而加工制作了与原型结构相似的气垫船模型.气垫船模型同样由垫升风机、气道结构、支撑结构和围裙结构四部分组成.在各组试验中,调节气垫船模型的垫升高度,在试验拖车驱动下以相同的航速穿过模型冰排,并在试验过程中使用测力传感器和压力传感器测量结构的航行阻力和垫升压力.通过细致观察气垫船模型与模型冰排的相互作用过程,结合测得的航行阻力和垫升压力,解析了气垫船的破冰过程,揭示了气垫船在低速航行时破冰的关键机理.通过试验发现,气垫船只有达到一定吃水深度时才能有效破冰.气垫船低速航行时的破冰机理是在冰下形成稳定的气腔,促使冰排在上部结构和下部高压气体的共同作用下发生弯曲破坏.