本发明是为了解决上述的技术问题,其目的在于提供一种可降低 兴波阻力,特别是在满载吃水状态下可降低兴波阻力的船舶。
发明人为了实现上述目的,对船首形状进行了精心研究。并且, 依据以往的球鼻艏形状的常识,通过将球鼻艏的上表面与满载
吃水线 交叉,发现在满载吃水状态下,利用兴波干涉,可降低兴波阻力。此 外,依据以往的球鼻艏尺寸的常识,通过将球鼻艏的体积充分大于公 知的尺寸,就不会发生纵倾的问题等,可抑制船体肩部的肥大化,由 此,发现可降低兴波阻力。本发明基于上述见解而作成。
本发明的船舶为在船首具有向前方突出的球鼻艏的船舶,其特征 在于,满载吃水线处于与球鼻艏的上表面相交的
位置。
在该船舶中,通过使满载吃水线与球鼻艏的上表面相交,在满载 吃水状态下利用兴波干涉,可降低满载吃水状态下的兴波阻力。特别 是,凭借该船舶,在结
冰海面中可在满载吃水状态下,将球鼻艏的上 表面用作破冰面。
本发明的船舶最好是,在该船舶的最大宽度为B、满载吃水为d、 球鼻艏的船首船尾方向的长度为LB、所述球鼻艏的体积为VB时,满 足0.1<(VB/B·d·LB)<0.25的关系。如此,不会发生纵倾的问题等, 可抑制船体肩部的肥大化,由此,可进一步降低兴波阻力。
本发明的船舶最好是,球鼻艏的上表面的倾斜角的平均值,即平 均倾斜角大于0°小于45°。如此,可有效地降低兴波阻力。
本发明的船舶最好是,在满载吃水线的位置上,水平方向切开时 的船体截面积为S1,在所述球鼻艏的基端部的上端位置K的中心高度 位置处,水平方向切开时的船体的截面积为S2,在所述球鼻艏的基端 部的上端位置处,水平方向切开时的船体的截面积为S3时,满足0.01 ≤(S2-S3)/S1的关系。如此,可加大球鼻艏的体积,结果,不会 发生纵倾的问题等,可抑制船体肩部的肥大化,由此可进一步降低兴 波阻力。
另外,本发明的船舶为,具有船首向前方突出的球鼻艏的船舶, 其特征在于,在该船舶的最大宽度为B、满载吃水为d、球鼻艏的船首 船尾方向的长度为LB、所述球鼻艏的体积为VB时,满足0.1< (VB/B·d·LB)<0.25的关系。
在该船舶中,通过采用上述的结构,不会发生纵倾的问题等,可 抑制船体肩部的肥大,由此可降低兴波阻力。
本发明的船舶最好是,方形系数Cb大于0.7,而傅汝德数Fn小于 0.25。本发明适用于这样的低速肥大船。
附图的简单说明
图1(a)为本
实施例的船舶的侧视图,图1(b)为本实施例的船 舶的俯视图,
图2为说明方形系数的视图,
图3为说明船首部的视图,
图4为说明抑制船体的肩部肥大的前后状态的视图,
图5(a)为本实施例的船舶的船首部的侧视图,图5(b)为图5 (a)所示的A线~C线的位置处的船体的水平剖视图,
图6(a)为以往的船舶的船首部的侧视图,图6(b)为图6(a) 所示的A~C线的位置处的船体的水平剖视图,
图7为示出球鼻艏尺寸与兴波阻力系数的关系的图表,
图8为示出本实施例的船舶的船首部的结构的立体图,
图9为示出以往的船舶的船首部结构的立体图,
图10为示出傅汝德数与兴波阻力系数的关系的图表。
发明的具体实施形式
以下,参照附图说明本发明的较佳实施例。在对附图说明中,相 同的构件标以相同的序号,对其重复说明加以省略。
图1为本实施例的船舶视图。如图1(a),(b)所示,船舶10具 有船体12,被安装在船体12上的
推进器14,控制推进方向的
舵16等。
船体12具有船首部20、船体中央部22和船尾部24。本实施例的船 舶10为
原油油轮等的肥大船,在船体中央部22设有油箱等多个船舱。 并且,前述的推进器14和舵16设置在船体12的船尾部24。
船首部20的形状设置成在满载吃水状态下可降低兴波阻力。对 此,将在后面详细说明。
本实施例的船舶10为如前所述的方形系数Cb大于0.7、最好为 0.80~0.90的肥大船。并且,为傅汝德数Fn小于0.25、最好为0.12~0.20 的低速船。在此,在船舶10的全长为L、最大宽度为B、满载吃水为d 时,方形系数Cb由船体12的体积与L和B以及d之积的体积比加以表 示。即,如图2所示,考虑为纵向用B、横向用L、高度用d表示的箱 体时,方形系数Cb由船体12相对该
箱体的体积比例加以表示。
另外,在船舶10的速度为v、全长为L、重力
加速度为g时,傅汝 德数Fn由v/(g·L)1/2表示。
本实施例的船舶10的特征在于船首部20的形状。即,如图3所示, 船首上设有向前突出的球鼻艏(突起部)30。该球鼻艏30在船首船尾 方向(沿着船体中心线X的方向)的长度为LB。球鼻艏30的长度LB被 规定为由球鼻艏30最前端与开始突出的基端部之间的距离。
并且,球鼻艏30具有从基端部向最前端并向下倾斜的上表面30a, 满载吃水线L.W.L.(Loaded Water Line)与球鼻艏30的上表面30a相交。 即,正如图1(b)的III-III线所示,在船舶10的沿着船体中心线X的 垂直截面上,满载吃水线L.W.L.到了与球鼻艏30的上表面30a的稜缘 线交叉的位置。
如此,通过球鼻艏30的上表面30a与满载吃水线L.W.L.相交叉, 在满载吃水状态下,利用兴波干涉,可降低满载吃水状态下的兴波阻 力。特别是,该船舶10在结冰海面,在满载吃水状态下,也可将球鼻 艏30的上表面30a作为破冰面加以利用。
另外,在本实施例的船舶10中,在该船舶10的最大宽度为B、满 载吃水为d、球鼻艏30在船首船尾方向的长度为LB、球鼻艏30的体积 为VB时,球鼻艏尺寸比VB/B·d·LB满足下述关系
0.1<(VB/B·d·LB)<0.25... (1)
如此,通过使球鼻艏尺寸比以往的船舶大许多,不会发生纵倾等 问题,可抑制船体12肩部的肥大化,由此可进一步降低兴波阻力。即, 削去船体12的肩部的体积时(如图4所示,将满载吃水位置处的船侧 从虚线变更为实线时),必须使其他部分只肥大该程度部分。可是, 针对削去的部分,在船体12的后半部分图谋肥大化时,船尾部24的浮 力会增大、船首部20会下沉,会发生纵倾的问题。此时,根据以往的 常识,通过设计满足上述(1)式的球鼻艏30,不会发生纵倾的问题 等,可抑制船体12的肩部肥大,由此,可降低兴波阻力。
在此,球鼻艏30的上表面30a与满载吃水线L.W.L.的交点为C时, 从球鼻艏30的基端部到交点C的在船首船尾方向的长度l(参照图3) 最好为
0.1LB<l<0.9LB ...(2),
更好为
0.4LB<l<0.8LB ...(3),
如此,能够可靠地利用兴波干涉的效果,从而可有效地降低兴波 阻力。
另外,正如图3所示,球鼻艏30的上表面30a的倾斜角α的平均值 (稜缘线的平均倾斜角)最好是大于0°、小于45°,更好地是大于5°、 小于30°。倾斜角α的平均值在0°以下或45°以上时,有降低兴波干涉 的效果的倾向。另外,倾斜角α的平均值大于5°、小于30°时,从破冰 性能的观点看较佳。
此外,正如图5所示,在满载吃水线L.W.L.位置(在图5(a)中A 线位置)上,在水平方向切开时的船体12的截面积为S1,在球鼻艏30 的中心高度位置(在图5(a)中B线位置)上,在水平方向切开时的 船体12的截面积为S2,在球鼻艏30的基端部的上端位置K(在图5(a) 中C线位置)上,在水平方向切开时的船体12的截面积为S3时,最好 满足0.01≤(S2-S3)/S1的关系。即,如图5(b)所示,在本实施 例的船舶10中,在球鼻艏30的中心高度位置上、在水平方向切开时的 船体12的截面中的轮廓线与在球鼻艏30的基端部的上端位置K上、在 水平方向切开时的船体12的截面中的轮廓线在船体12的肩部实质上 是相连接的。并且,以C线的截面与B线的截面而被规定的、图5(b) 中的斜线所示部分的面积(S2-S3)相对A线的船体12的截面积的比 例最好为不小于1%。
如此,球鼻艏30的体积与以往公知的船舶相比可足够大,结果, 不会产生纵倾的问题等,可抑制船体12的肩部肥大,由此,可进一步 降低兴波阻力。
此外,在以往的船舶中,如图6所示,在满载吃水线L.W.L.的位 置(在图6(a)中A线位置)上,在水平方向切开时的船体的截面积 为S1,在球鼻艏的基端部的上端位置(在图6(a)中C线位置)上, 在水平方向上切开时的船体的截面积S3实质上是相等的。并且,在球 鼻艏的中心高度位置上、在水平方向切开时的船体12的截面中的轮廓 线与在球鼻艏的基端部的上端位置上、在水平方向切开时的船体的截 面中的轮廓线如图6(b)所示,在船体12的肩部交叉而不连接。并且, 由C线上的断面与B线上的断面所限定的、图6(b)中的斜线所示部 分的面积(S2-S3)相对在A线的船体12的截面积的比例在0.5%以下, 数值较低。
图7为示出满载吃水时球鼻艏尺寸比VB/B·d·LB与兴波阻力系数 的关系的图表。兴波阻力系数由下式表示:
Rw/(ρ·Vs2·2/3)·1000...(4)
在此,Rw为兴波阻力(单位:kg),ρ为
海水密度(单位: kgsec2/m4),Vs为航速(单位:m/sec),为排水量(m3)。
正如图7所示,示出球鼻艏尺寸比VB/B·d·LB为0.1~0.25时的兴 波阻力系数,特别好的是球鼻艏尺寸比为0.13~0.2时可进一步降低兴 波阻力系数,更好地是该尺寸比为0.16~0.18。另外,在图9所示的满 载吃水状态下,在球鼻艏处于水面下的以往船舶中,球鼻艏尺寸比为 0.05~0.08左右。对此,在本实施例的船舶10中,如图8所示,通过将 满载吃水线L.W.L.与球鼻艏30的上表面30a相交叉,可利用兴波干涉, 降低兴波阻力。并且,通过如上所述方式设定球鼻艏尺寸比,可有效 地降低兴波阻力。
图10为示出在满载吃水状态下的傅汝德数Fn与兴波阻力系数的 关系图表。在图10中,三角表示实施例(本实施例的船舶)的数据, 方格示出比较例(以往船舶)的数据。在图10中,将设计速度中的傅 汝德数Fn设计为0.165。另外,球鼻艏尺寸比在实施例中为0.18,在比 较例中为0.07。
正如图10所示,在满载吃水状态下,在增加船舶的航速的同时, 单调地增加兴波阻力系数,在超过某
临界点时,开始发生碎波(激浪), 从而兴波阻力系数急剧增加。在实施例的船舶中,与作为比较例的船 舶相比,在满载吃水状态下的碎波的临界点朝高速侧提升,在所希望 的设计速度下,与比较例的船舶相比,可降低兴波阻力系数。
发明的效果
根据本发明,提供一种可降低兴波阻力、特别是在满载吃水状态 下的兴波阻力的船舶。