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中国船舶工业集团公司掌握无风起浪“独门绝技”

——探访中国船舶工业集团公司七○八所拖曳水池

2015年02月10日 10:49中国机床商务网作者:沈湫莎点击:5227

  【中国机床商务网 机床上下游】近几年来,中国船舶工业集团公司七○八所闵行分部拖曳水池的船模试验任务饱满,30万吨超大油轮、20.8万吨散货船、1万标准集装箱量以上的超大型集装箱轮等一大批主流船型,都在这座水池的模型试验中,确定了最终的技术指标。记者日前走进这座拖曳水池一探究竟。
  

  图片说明:这是在拖曳水池中做船模测试的场景。
  
  一个新设计的船型想要从图纸走向实体,必须先做成模型在拖曳水池中试验,这是造船界通常的做法。想要知道一个国家的船舶水动力方面的研发实力,不妨关注一下拖曳水池的使用率。近几年来,中国船舶工业集团公司七○八所闵行分部拖曳水池的船模试验任务饱满,30万吨超大油轮、20.8万吨散货船、1万标准集装箱量以上的超大型集装箱轮等一大批主流船型,都在这座水池的模型试验中,确定了最终的技术指标。记者日前走进这座拖曳水池一探究竟。
  
  船舶“风洞”验证流体动力
  
  就像汽车设计需要用风洞验证空气动力学一样,船舶设计也需要有设备来验证船舶的流体动力学。1872年,英国造船学家创建了世界上第一座船模试验水池,后人一直用这一方法来检验船舶设计参数。
  
  七○八所拖曳水池乍看很像游泳池,不过它全长280米,相当于6个奥运会泳池那么长,水池上方有两根轨道,架起一台拖车。七○八所基础研究部副主任王金宝博士介绍,平常试验时,将按比例缩小成6-8米的船模放入水中,与拖车连接,当拖车在轨道上加速前进时,船模也跟着向前,加速达到稳定状态时,就能测出水浪对不同船型的作用力。如果安装了用螺旋桨模型,还能测试不同螺旋桨的推进性能。
  
  世界上有150多座拖曳水池,都是用这样的方法来检验船模设计指标,不过七○八所的拖曳水池有着“无风起浪”的“独门绝技”——在水池一侧装有造浪板,当造浪板像鱼尾一样摇动时,可以造出高达0.25米的蛇形浪,这对于船模来说,相当于海上巨浪,足以考验其速度、稳定性和机动性。这也是目前世界上唯一一座具有制造斜浪和横浪能力的拖曳水池。
  
  “数字水池”降低验证能耗
  
  和拖曳水池一墙之隔的房间正隆隆作响,一台数控机床正在制作用于测试的船模。王金宝说,由于这几年船舶行业竞争越来越激烈,制作船模的数量也越来越多。为了保证船模加工进度和精度,他们特意斥巨资引进了一台船舶模数控切割设备,28-30小时就能完成一条船模的精细加工。
  
  在数字技术比较发达的今天,更多的测试验证在船模下水之前就在计算机上演练了无数次。七○八所科研人员正在推进建设一套“数字水池”,通过计算流体动力学(CFD)手段,先在电脑上为船舶进行数值虚拟计算、优化比较,再与新水池的仿真物理试验相结合,提升高端船型自主研发的能力和效率。“就算计算机技术再发达,拖曳水池也是验证新船型不可缺少的手段。”王金宝说。不过,“数字水池”带来的好处是显而易见的,原先一艘船最多时曾用5个船模,现在大多是一个船模搞定。
  
  数据“解读”追赶先进水平
  
  要把船模在水池中的数据“解读”成真船在大海中的数据,其实并不简单,解读能力在一定程度上代表着船舶研发设计水平,王金宝告诉记者,就基础设施而言,七○八所拖曳水池已经达到国际一流水准,但就实际船舶性能预报数据分析的软实力而言,和国际造船强国还有差距。
  
  一般来说,一座水池测试的样本品越多,对船舶性能的预报能力就越强。大型拖曳水池的前身是位于黄浦江畔的“上海小水池”,这是我国首座拖曳水池,迄今为止已为1200多型船舶做了试验。七○八所大型拖曳水池最近几年完成了大量的对比试验,如今正在为多艘老船型做试验,以期在短时间内尽可能多地积累数据,让新水池的数据解读更准确。从目前已经成功交付的5万吨、11万吨、30万吨油船等船舶来看,七○八所大型拖曳水池的预报精度已经达到了一定的水平。
(来源:文汇报)

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