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JPS6033107Y2 - Stern flow field control device - Google Patents

Stern flow field control device

Info

Publication number
JPS6033107Y2
JPS6033107Y2 JP1981158030U JP15803081U JPS6033107Y2 JP S6033107 Y2 JPS6033107 Y2 JP S6033107Y2 JP 1981158030 U JP1981158030 U JP 1981158030U JP 15803081 U JP15803081 U JP 15803081U JP S6033107 Y2 JPS6033107 Y2 JP S6033107Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stern
flow
hull
propeller
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP1981158030U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5863198U (en
Inventor
英一 小林
嘉國 松尾
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to JP1981158030U priority Critical patent/JPS6033107Y2/en
Publication of JPS5863198U publication Critical patent/JPS5863198U/en
Application granted granted Critical
Publication of JPS6033107Y2 publication Critical patent/JPS6033107Y2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Ship Loading And Unloading (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、船尾流の非対称性を緩和し、船体抵抗を減ら
す船尾流暢制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a stern flow control device that alleviates stern flow asymmetry and reduces hull resistance.

プロペラが船体中心面上に1つあり、水面下部の形状が
流線形に比べ肥大化した船型においては、プロペラの1
方向回転が誘起する回転流が引き金となって、船尾付近
の流れが著しく左右非対称となることがある。
If there is one propeller on the center plane of the hull, and the shape of the lower part of the water surface is larger than that of a streamlined boat, one propeller
The rotational flow induced by the directional rotation may cause the flow near the stern to become significantly asymmetrical.

・この様相を模式的に第1図に示す。 - This aspect is schematically shown in Figure 1.

図において1は主船体、2はプロペラ、3は舵、4は流
線(特に水面付近のもの)、5は淀み点、6は船体中心
線を示す。
In the figure, 1 is the main hull, 2 is the propeller, 3 is the rudder, 4 is the streamline (especially near the water surface), 5 is the stagnation point, and 6 is the hull centerline.

淀み点5は左右に分れた水流が再び出会う流速の非常に
遅い個所であるが、このような個所では流体力学的に圧
力が高くなるので、主船体1−の船尾は淀み点5の発生
している側から反対側に押されることになる。
The stagnation point 5 is a place where the water flow divided to the left and right meets again at a very slow speed, but since hydrodynamic pressure increases at such a place, the stern of the main hull 1- is where the stagnation point 5 occurs. You will be pushed from the side you are holding to the other side.

従って舵3の中央に保ったままでは上記の力が原因とな
って、主船体1は旋回運動を始める。
Therefore, if the rudder 3 is kept at the center, the main hull 1 will start turning due to the above force.

それ故旋回せず所定の方位角を保持するためには、°“
主船体1+プロペラ2+舵3゛・全体の系に作用する力
がバランスするような状態に保持する必要がある。
Therefore, in order to maintain a given azimuth without turning, °“
It is necessary to maintain a state in which the forces acting on the entire system (main hull 1 + propeller 2 + rudder 3) are balanced.

第2図にこのバランズ状態を示す。FIG. 2 shows this balanced state.

図において第1図と同一の符号は同じ箇所を示すF、は
主船体に働く力(ベクトル量)、Funは船尾付近の非
対称流によって発生する力(ベクトル量)、FPはプロ
ペラの発生する力(ベクトル量)、FRは舵力(ベクト
ル量)、δは舵角、7は前進方向、βは斜航角を示す。
In the figure, the same reference numerals as in Figure 1 indicate the same parts. F is the force acting on the main hull (vector quantity), Fun is the force (vector quantity) generated by the asymmetric flow near the stern, and FP is the force generated by the propeller. (vector quantity), FR is the rudder force (vector quantity), δ is the rudder angle, 7 is the forward direction, and β is the oblique angle.

力Funが作用した場合、この力による旋回を打ち消す
ため、舵角δをとって舵力FRを発生させる。
When the force Fun acts, in order to cancel the turning caused by this force, the steering angle δ is determined to generate the steering force FR.

これにより(重心周りの)モーメントをバランスさせる
ことは一応可能であるが、一般には左右方向および前後
方向の力がバランスしていない。
Although it is possible to balance the moments (around the center of gravity) with this, generally the forces in the left-right direction and the front-back direction are not balanced.

それ故、前進方向7に対して斜航角βだけ斜めになった
形で左右方向の力、前後方向の力、(重心周りの)モー
メントの3者が初めて、バランスすることとなる。
Therefore, the force in the left and right direction, the force in the front and back direction, and the moment (around the center of gravity) are balanced for the first time in a form that is oblique by the oblique angle β with respect to the forward direction 7.

このような斜航状態においては通常の直進状態(β=0
)に比べ、少なくとも下記の■、■分だけの抵抗は増加
し、推進性能上好ましくない。
In such a diagonal sailing state, the normal straight sailing state (β = 0
), the resistance increases by at least the amount of ■ and ■ below, which is unfavorable in terms of propulsion performance.

■ 斜航による抵抗増加(F)Iの抵抗成分のβによる
増加) ■ 舵力の抵抗成分(pio抵抗威分) 以上は時間とともに変化することのない定常現象として
の不具合点を述べたものであるが、更に以下のような非
定常現象としての不具合点も指摘することができる。
■ Increase in resistance due to oblique sailing (F) Increase due to β of the resistance component of I) ■ Resistance component of rudder force (PIO resistance) The above describes the problems as a steady phenomenon that does not change over time. However, it is also possible to point out the following problems as unsteady phenomena.

すなわち第1および2図で示したような船尾付近の非対
称流は粘性流体の剥離現象と密接に関連しているため、
時間とともに大きく変化することもある。
In other words, the asymmetric flow near the stern as shown in Figures 1 and 2 is closely related to the separation phenomenon of viscous fluid.
It can also change significantly over time.

また船体の運動状態、プロペラ回転数、舵角などによっ
て淀み点5が右舷側デ左舷側に移動すること等も知られ
ており、非常に複雑な挙動を示す。
It is also known that the stagnation point 5 moves from the starboard side to the port side depending on the state of motion of the ship, the propeller rotation speed, the rudder angle, etc., and exhibits a very complicated behavior.

このような非定常な流体力の変化は舵角一定で航走する
場合には方位角のふらつきとなり、また方位角を一定に
保持しようとする場合には舵角を状況に応じ変化させる
ことが必要となり、いずれも船舶の運航性能上好ましい
ものではない。
Such unsteady changes in fluid force result in fluctuations in the azimuth angle when sailing with a constant rudder angle, and when trying to maintain a constant azimuth angle, it is difficult to change the rudder angle depending on the situation. Both of these are not desirable in terms of ship operational performance.

なお、このような船尾付近の流れの剥離に起因する様々
な現象を船舶の推進性能面から把えた場合不安定現象、
操縦性能面から把えた場合異常現象と通称されていた。
In addition, when we understand the various phenomena caused by the separation of the flow near the stern from the perspective of the ship's propulsion performance, we can find unstable phenomena,
From the perspective of maneuverability, it was commonly referred to as an abnormal phenomenon.

上記の不安定現象および異常現象を抑止する公知の方法
の1つとして、プロペラ上方部の主船体にセンターライ
ンフィンを装着する方法がある。
One known method for suppressing the above-mentioned instability and abnormal phenomena is to attach a centerline fin to the main hull above the propeller.

第3図がこの方法の概要を示したものである。FIG. 3 shows an overview of this method.

第3図において1は主船体、2はプロペラ、3は舵、4
aはプロペラ上方を横切ろうとする流れ、8はセンター
ラインフィンを示す。
In Figure 3, 1 is the main hull, 2 is the propeller, 3 is the rudder, and 4
A indicates the flow that is about to cross above the propeller, and 8 indicates the center line fin.

このうちプロペラ上方を横切ろうとする流れ4aは前節
で述べた船尾付近の流れが著しく非対称であるため発生
するものであるが、センターラインフィン8はこの流れ
4aを有効に阻止する。
Of these, the flow 4a that tends to cross above the propeller occurs because the flow near the stern described in the previous section is extremely asymmetrical, but the centerline fin 8 effectively blocks this flow 4a.

それ故船尾付近の流れの非対称性およびこれに伴う不具
合点も改善される。
Therefore, the asymmetry of the flow near the stern and the problems associated with this are also improved.

・ “しかし、センターラインフィン8を装着する方
法には次のような欠点がある。
・“However, the method of installing the centerline fin 8 has the following drawbacks.

プロペラ2上方と主船体の間のクリアランスは、元来船
尾振動対策面をも考慮して十分確保する必要がある。
It is necessary to ensure sufficient clearance between the upper part of the propeller 2 and the main hull, taking into account measures against stern vibration.

センターラインフィン8を装着した場合、このクリアラ
ンスが小さくなってしまい、その結果プロペラ2の各翼
が近付くたびにセンターラインフィン8が受ける圧力変
動がそのまま主船体にも伝わる。
When the centerline fins 8 are installed, this clearance becomes small, and as a result, the pressure fluctuations that the centerline fins 8 receive each time the blades of the propeller 2 approach are directly transmitted to the main hull.

これは船尾振動の起振力増大を招き好ましいことではな
く、センタニラインフィン8を装着した場合の欠点とな
る。
This is not preferable as it increases the excitation force of the stern vibration, and is a drawback when the centaniline fin 8 is installed.

また、船尾付近の非対称流はその挙動が船体の載荷状態
(吃水、トリム)、運動状態によって複雑に変化する。
In addition, the behavior of the asymmetric flow near the stern changes in a complex manner depending on the loading state of the ship (stomach, trim) and motion state.

それ故ある代表的な載荷状態、運動状態において有効で
あるように設計されたセンターラインフィン8が他の状
態&;ついても同様に有効であるとは限らないという不
確実さが残る。
Therefore, there remains an uncertainty that a centerline fin 8 designed to be effective under certain representative loading and motion conditions may not be equally effective under other conditions.

本考案は上記欠点を除去しようとするもので、航行上不
安定現象および異常現象の発生原因となる船尾付近の非
対称流を、船体の載荷状態、運動状態の変化に応じて、
船尾振動を増大させることなく有効に阻止するよう計っ
た船尾流場制御装置を提供することを目的とする。
The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks by controlling the asymmetric flow near the stern, which causes unstable navigational phenomena and abnormal phenomena, in response to changes in the loading state and motion state of the ship.
It is an object of the present invention to provide a stern flow field control device designed to effectively suppress stern vibration without increasing it.

このため本考案の船尾流動制御装置は、船舶のプロペラ
上方の船体中心線付近に流向計を設けることともに、プ
ロペラ前方水面下の船体表面に船尾方向に向で水流を噴
出するノズルを設けて、前記流向計で船尾付近の非対称
流の淀み点を検出し、前記ノズルから水流を噴出して前
記淀み点を船体中心線方向に誘導するようにしたことを
特徴としている。
For this reason, the stern flow control device of the present invention is provided with a flow direction meter near the centerline of the ship's hull above the propeller, and a nozzle that sprays water in the stern direction on the hull surface below the water surface in front of the propeller. A stagnation point of the asymmetric flow near the stern is detected by the current direction meter, and a water stream is ejected from the nozzle to guide the stagnation point toward the centerline of the hull.

以下図面によって、本考案の一実施例としての船尾流場
制御装置について説明すると、第4図は船舶の船尾付近
を示す斜視図、第5図は船体周りの流れの様相を模式的
に示す説明図である。
The stern flow field control device as an embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings. Fig. 4 is a perspective view showing the vicinity of the stern of the ship, and Fig. 5 is an explanation schematically showing the state of the flow around the ship's hull. It is a diagram.

図中第1〜3図と同一の符号は同じものを示している。In the figure, the same reference numerals as in FIGS. 1 to 3 indicate the same parts.

11はプロペラ前方水面下の船体表面に設けられた船体
中心線の船尾側へ向けて水流を噴出する水流噴出口(以
下ノズルという)、12は流向□計でプロペラ上方の流
れの左右方向成分を検出する装置である。
Reference numeral 11 is a water jet nozzle (hereinafter referred to as a nozzle) that is installed on the surface of the hull below the water surface in front of the propeller to eject a water flow toward the stern side of the centerline of the hull. Reference numeral 12 is a flow direction meter that measures the left and right components of the flow above the propeller. It is a device for detection.

゛船尾付近の非対称流の淀み点5が主に左舷側に
生ずる場合、第4図、第5図のように左舷側のノズル1
1より船尾へ向けて水流を噴出し、淀み点5の付近の水
流を船体中心線6方向へ誘導する。
゛If the stagnation point 5 of the asymmetric flow near the stern occurs mainly on the port side, the nozzle 1 on the port side as shown in Figs.
A water stream is ejected toward the stern from 1, and the water stream near the stagnation point 5 is guided in the direction of the hull centerline 6.

この結果第5図に示すように淀み点5が船体中心線6に
近づき、船尾流の非対称性が軽減され、斜航および操舵
による抵抗増加も減少する。
As a result, as shown in FIG. 5, the stagnation point 5 approaches the hull centerline 6, the asymmetry of the stern flow is reduced, and the increase in resistance due to diagonal sailing and steering is also reduced.

(淀み点5が右舷側に生ずる場合はこの逆になる。(If the stagnation point 5 occurs on the starboard side, the opposite is true.

)また、センターラインフィンのように固体を装置しな
いため、載貨状態などに合わせて流量を調整することに
より、船尾振動の増大を招かず、船尾流の非対称性軽減
が可能である。
) In addition, unlike centerline fins, a solid body is not installed, so by adjusting the flow rate according to loading conditions, it is possible to reduce asymmetry in the stern flow without causing an increase in stern vibration.

あるいはノズル11が片舷側に複数個ある場合適宜ノズ
ル11を選択すること力咄来る。
Alternatively, if there are a plurality of nozzles 11 on one side, it is recommended to select the nozzles 11 appropriately.

さらに、船尾付近の非対称流が不安定で淀み点5が時間
と共に左舷側、右舷側と交互に移動する場合、プロペラ
2上方の左右方向の流速を流向計12で検出し、左舷側
から右舷側に流れている場合は右舷側の噴出口を作動さ
せ、この逆の場合は左舷側の噴出口を作動させる。
Furthermore, if the asymmetric flow near the stern is unstable and the stagnation point 5 moves alternately from the port side to the starboard side over time, the flow velocity in the left and right direction above the propeller 2 is detected by the current meter 12, and the stagnation point 5 moves from the port side to the starboard side. If the flow is in the opposite direction, operate the starboard side outlet, and if the opposite occurs, operate the port side outlet.

この結果淀み点5は時間と共に移動せず、常に船体中心
線6近傍にあり船尾流の非対称性が軽減される。
As a result, the stagnation point 5 does not move with time and is always near the hull centerline 6, reducing the asymmetry of the stern flow.

以上述べたように本考案の船尾流場制御装置によれば、
航行上不安定現象および異常現象の発生原因となる船尾
付近の非対称流を、船体の載荷状態、運動状態の変化に
応じて、船尾振動を増大させることなく有効に阻止出来
るという利点がある。
As described above, according to the stern flow field control device of the present invention,
This has the advantage that asymmetrical flow near the stern, which causes navigational instability and abnormal phenomena, can be effectively prevented without increasing stern vibrations in response to changes in the loading and moving conditions of the ship.

【図面の簡単な説明】 第1〜2図は各々船体周りの流れを模式的に示す説明図
、第3図は従来の船舶の船尾付近を示す斜視図、第4図
は本考案の一実施例としての船尾流場制御装置を具えた
船尾付近を示す斜視図、第5図は船体周りの流れを模式
的に示す説明図である。 1・・・・・・主船体、2・・・・・・プロペラ、3・
・・・・・舵、4・・・・・・流線、5・・・・・・淀
み点、6・・・・・・船体中心線、11・・・・・・ノ
ズル、12・・・・・・流向針。
[Brief explanation of the drawings] Figures 1 and 2 are explanatory diagrams schematically showing the flow around the hull, Figure 3 is a perspective view showing the vicinity of the stern of a conventional ship, and Figure 4 is an implementation of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing the vicinity of the stern equipped with the stern flow field control device as an example, and FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the flow around the hull. 1...Main hull, 2...Propeller, 3.
... Rudder, 4 ... Streamline, 5 ... Stagnation point, 6 ... Hull center line, 11 ... Nozzle, 12 ... ...Flow direction needle.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 船舶のプロペラ上方の船体中心線付近に流向計を設ける
とともにプロペラ前方水面下の船体表面に船尾方向へ向
けて水流を噴出するノズルを設けたことを特徴とする船
尾流動制御装置。
A stern flow control device characterized in that a current meter is provided near the centerline of the ship's hull above the propeller of the ship, and a nozzle is provided on the surface of the ship's hull below the water surface in front of the propeller for ejecting a water stream toward the stern.
JP1981158030U 1981-10-23 1981-10-23 Stern flow field control device Expired JPS6033107Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1981158030U JPS6033107Y2 (en) 1981-10-23 1981-10-23 Stern flow field control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1981158030U JPS6033107Y2 (en) 1981-10-23 1981-10-23 Stern flow field control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5863198U JPS5863198U (en) 1983-04-27
JPS6033107Y2 true JPS6033107Y2 (en) 1985-10-02

Family

ID=29950533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1981158030U Expired JPS6033107Y2 (en) 1981-10-23 1981-10-23 Stern flow field control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6033107Y2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5863198U (en) 1983-04-27

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