一种船底外探式流线型消泡附体的制作方法

1.本发明属于船舶设计及建造领域，涉及一种船底外探式流线型消泡附体。


背景技术：

2.船舶航海过程中，船用回声测深仪可在情况不明的海域或浅水航区航行时，测量水深以确保船舶航行的安全。
3.传统的测深仪安装方法和位置如图1所示，传统的测深仪传感器焊接于船舱内的船底外板面处，由于气泡通常会沿着流体流动方向运动，船底表面气泡浓度过大，致使安装于船底的测深仪传感器无法正常工作，产生安全隐患。
4.因此如果能研制一种附体可以改变船底的流体流动，或探出气层以外，便可在一定程度上降低传感器附近区域的气泡浓度，从而解决传感器无法正常工作的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种船底外探式流线型消泡附体，旨在达到船舶在浅吃水航行时，测深仪不受船底气泡的影响，可以精确测量水深的目的，其所采用的技术方案是：
6.一种船底外探式流线型消泡附体，船体底板外表面设置有向下突出的消泡附体，所述消泡附体是一个空腔，所述消泡附体的高度b大于船体底部气层密集区的高度。消泡附体位于船体底部，并且向下突出于船体底部的船体底板，此时，船体底板为消泡附体的顶腔壁。消泡附体的高度可根据不同船型底部气层密集情况而确定，消泡附体的高度需要高于船体底部气层密集区，以保证船体底部气层密集区对消泡附体不会造成影响，也就是对消泡附体内的测深仪工作不造成影响。
7.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，测深仪位于所述消泡附体内，所述测深仪底部与所述消泡附体底板位于同一水平面上。测深仪的底部与消泡附体底部位于同一水平面，测深仪底部与消泡附体底部焊接，形成水密结构。
8.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，所述消泡附体是中部呈长方形、两端端部带有圆弧的空腔，所述消泡附体两端端部的圆弧半径分别为r1、r2，所述消泡附体两端端部的长度分别为a1、a2，所述消泡附体中部的长度为a3，300mm《r1《r2《500mm，0《a1＝a2《a3。消泡附体两端端部的宽度自端部向中部逐渐变宽，与消泡附体中部流线型连接成一体。两端端部的圆弧半径可以相等也可以不同，为了结构最优，本发明两端端部的圆弧半径优选采用的尺寸范围是300mm《r1《r2《500mm。
9.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，所述消泡附体中部长度方向的两侧腔壁与船体垂向纵骨相对应，所述消泡附体中部宽度方向的两侧腔壁与船底强框相对应，所述消泡附体的宽度是两个相邻船体垂向纵骨间距的整数倍，所述消泡附体中部长度是两个相邻船底强框间距的整数倍。消泡附体的各腔壁均位于船体的强框处或垂向纵骨处，以保证消泡附体的结构强度，消泡附体中部的宽度即为消泡附体的宽度。
10.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，所述测深仪直径为r5，所述消泡附体的宽度为s1，100mm《r5《0.3s1。
11.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，所述消泡附体两端部的宽度自端部向中部逐渐变大，与中部流线型连接成一体。
12.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，所述测深仪底部与所述消泡附体底板焊接。
13.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，在所述船体底板内侧、所述消泡附体上方设置有隔离空舱。隔离空舱采用水密结构，位于消泡附体的正上方，防止消泡附体被破坏后，海水渗透进船体内，保证其破舱稳性。
14.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，所述隔离空舱呈长方形，所述隔离空舱长度与所述消泡附体中部的长度相同，所述隔离空舱宽度是所述消泡附体宽度的2倍，所述隔离空舱的高度c，500mm《c《1500mm。
15.上述一种船底外探式流线型消泡附体，更进一步地，在消泡附体上方，相邻船体垂向纵骨之间设置有加强肘板，加强肘板与船体垂向纵骨顶端通过圆弧板连接，加强肘板带有15
°
削斜。
16.本发明采用在船底设置突出于船底的消泡附体，并将测深仪放在消泡附体内，可以有效的降低船底气泡对船底传感器的影响，运用计算流体力学(cfd)方法，对设计方案进行阻力性能评估以及近船体流场流动状态分析，通过设置优化算法的限制条件，从而确定综合性能最优的消泡附体设计方案。最终生成方案阻力最低，船体流线对气泡的改善效果最理想，且消泡附体美观，方便建造。通过有限元分析，满足强度要求。该发明的优化选型方法，适用于民用船舶以及军用船舶，可大大减小底部传感器受气泡影响的范围，提高传感器的精度，提高航运的安全性。
附图说明
17.图1是现有测深仪安装位置图；
18.图2是本发明测深仪安装位置图；
19.图3是本发明带有测深仪的消泡附体结构示意图；
20.图4是从船体底板处剖开的俯视结构示意图；
21.图5是本发明的加强肘板结构图；
22.其中：1-船底外板、2-消泡附体、3-测深仪、4-船体垂向纵骨、5-隔离空舱、6-加强肘板、7-船体底部气层密集区、8-船底强框、9-圆弧板。
具体实施方式
23.结合附图对本发明做进一步说明。
24.如图3所示，一种船底外探式流线型消泡附体，在船体底板外表面设置有向下突出的消泡附体，消泡附体是中部呈长方形、两端端部带有圆弧的空腔，长方形中部的长a3＝1800mm，宽s1＝830mm(一个相邻船体垂向纵骨间距)，消泡附体两端端部的宽度自端部向中部逐渐变宽，与消泡附体中部流线型连接成一体，消泡附体的高度b大于船体气层密集区的高度。消泡附体两端部的长度分别为a1＝a2＝900mm，半径分别为r1＝r2＝300mm。消泡附体
高度b＝600mm。
25.测深仪位于消泡附体内，测深仪底部与消泡附体底板位于同一水平面上(如图2所示)，测深仪底部与消泡附体底板焊接，形成水密结构。消泡附体的各腔壁分别与船体垂向纵骨、船底强框相对应，消泡附体中部宽度s1与相邻两个船体垂向纵骨间距相同，消泡附体中部长度a3与相邻两个船底强框间距相同，消泡附体两端端部长度分别为a1、a2。在消泡附体上方设置有隔离空舱，隔离空舱的宽度等于2*s1，即隔离空舱的宽度为1660mm，长度等于a3，即隔离空舱的长度为1800mm。在消泡附体上方，两个相邻船体垂向纵骨之间设置有加强肘板，加强肘板与船体垂向纵骨顶端通过圆弧板过渡连接，并且加强肘板存在15
°
削斜。
26.本发明采用在船底设置突出于船底的消泡附体，并将测深仪放在消泡附体内，可以有效的降低船底气泡对船底传感器的影响，运用计算流体力学(cfd)方法，对设计方案进行阻力性能评估以及近船体流场流动状态分析，通过设置优化算法的限制条件，从而确定综合性能最优的消泡附体设计方案。最终生成方案阻力最低，船体流线对气泡的改善效果最理想，且消泡附体美观，方便建造。通过有限元分析，满足强度要求。该发明的优化选型方法，适用于民用船舶以及军用船舶，可大大减小底部传感器受气泡影响的范围，提高传感器的精度，提高航运的安全性。


技术特征：
1.一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：船体底板外表面设置有向下突出的消泡附体，所述消泡附体是一个空腔，所述消泡附体的高度b大于船体底部气层密集区的高度；测深仪位于所述消泡附体内，所述测深仪底部与所述消泡附体底板位于同一水平面上。2.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：所述消泡附体是中部呈长方形、两端端部带有圆弧的空腔，所述消泡附体两端端部的长度分别为a1、a2，所述消泡附体中部的长度为a3，0<a1＝a2<a3。3.根据权利要求2所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：所述消泡附体中部长度方向的两侧腔壁与船体垂向纵骨相对应，所述消泡附体中部宽度方向的两侧腔壁与船底强框相对应，所述消泡附体的宽度是相邻船体垂向纵骨间距的整数倍，所述消泡附体中部长度是相邻船底强框间距的整数倍。4.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：所述测深仪直径为r5，所述消泡附体的宽度为s1，100mm<r5<0.3s1。5.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：所述消泡附体两端部的宽度自端部向中部逐渐变大，与中部流线型连接成一体。6.根据权利要求1或4所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：所述测深仪底部与所述消泡附体底板焊接。7.根据权利要求1所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：在所述船体底板内侧、所述消泡附体上方设置有隔离空舱。8.根据权利要求7所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：所述隔离空舱呈长方形，所述隔离空舱长度与所述消泡附体中部的长度相同，所述隔离空舱宽度是所述消泡附体宽度的2倍，所述隔离空舱的高度c，500mm<c<1500mm。9.根据权利要求3所述的一种船底外探式流线型消泡附体，其特征在于：在消泡附体上方，相邻船体垂向纵骨之间设置有加强肘板，加强肘板与船体垂向纵骨顶端通过圆弧板连接，加强肘板带有15
°
削斜。

技术总结
一种船底外探式流线型消泡附体，船体底板外表面设置有向下突出的消泡附体，消泡附体是一个空腔，消泡附体是中部呈长方形、两端端部带有圆弧的空腔，消泡附体的高度B大于船体底部气层密集区的高度。测深仪位于消泡附体内，测深仪底部与消泡附体底板位于同一水平面上，消泡附体两端部的宽度自端部向中部逐渐变大，与中部流线型连接成一体。本发明适用于民用船舶以及军用船舶，可大大减小底部传感器受气泡影响的范围，提高传感器的精度，结构布局合理且载荷分布均匀，建造工艺简单，具有节约成本、强度高的优点，减少船舶航行的安全隐患，提高航运的安全性。航运的安全性。航运的安全性。


技术研发人员：张倩 刘国磊 胡颖楠 葛海超 梅荣兵 阮航 张丽波 潘友鹏 胡淼 王国旺 丛海东 余卓蓉
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：2022.07.07
技术公布日：2023/4/25