專利名稱：用于減摩船的氣泡的產(chǎn)生和用于減少表面摩擦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于減摩船的氣泡的產(chǎn)生和降低表面摩擦，特別是涉及一種從船上噴出微氣泡以減少表面摩擦的技術(shù)。
用來(lái)減少船的表面摩擦效應(yīng)的技術(shù)已經(jīng)在下列首次公開號(hào)的日本專利申請(qǐng)中作了公開S50-83992；S53-136289；S60-139586；S61-71290；以及在日本實(shí)用新型S61-39691；和S61-128185中作了公開。
這些減摩船在巡航速度下通過插入在水與船體之間的靠把氣體(例如空氣)從船體表面射入水中而產(chǎn)生的大量的氣泡的作用而產(chǎn)生較低的表面摩擦。
為了使用這種氣泡噴射技術(shù)來(lái)增加在船體交界面處的減摩效應(yīng)，眾所周知，在船體表面附近形成的紊流附面層中，一個(gè)在下列表達(dá)式(1)中的常數(shù)ηm必須較大ηm=λm/db·αm2/3(1)式中αm是在紊流附面層中的平均空隙比；db是微氣泡的直徑；以及λm是一個(gè)與船的尺寸有關(guān)的常數(shù)。
雖然可以認(rèn)為吹入水中的氣體體積應(yīng)當(dāng)比較大以增加平均空隙比αm，但是人們發(fā)現(xiàn)較大的氣體流量將使微氣泡被排出紊流附面層，從而不會(huì)增加平均空隙比αm。此外，至今還沒有一種用來(lái)測(cè)量平均空隙比αm大小的有效方法。
參上面所引用的現(xiàn)有技術(shù)中，微氣泡是從壓縮機(jī)把壓縮空氣通過多個(gè)孔或多孔板射入而產(chǎn)生的。但是，人們已經(jīng)知道，由射入空氣產(chǎn)生的微氣泡的直徑取決于多泡流速(近似等于船的速度)，因此用限制船速來(lái)適應(yīng)氣泡尺寸是不切實(shí)際的，而控制射入?yún)?shù)以便在船的任何速度下使氣泡尺寸都能達(dá)到最佳將是理想的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過控制從船體表面射入水中的氣體流量使高效地經(jīng)過多泡流場(chǎng)的船減少表面摩擦的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是可以產(chǎn)生所要求的直徑范圍的微氣泡而不受船的速度的限制，因此在任何船速下都能減少表面摩擦。
該第一目的可以在一種用于減少船的表面摩擦的方法中實(shí)現(xiàn)，該方法通過使氣體從設(shè)置在船的船體表面上的多個(gè)噴嘴中射出，以及通過控制經(jīng)過噴嘴的氣體流量以便在紊流附面層內(nèi)建立峰值空隙比，從而使該船在船體表面附近產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過，根據(jù)一項(xiàng)理論性觀察，峰值空隙比的位置隨著通過噴嘴的氣體流量的增加而沿著一個(gè)垂直于船體表面的方向移開。
當(dāng)船在通過把氣體從噴嘴射入船的船體表面附近的水中而產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過時(shí)一種用來(lái)使船減少表面摩擦的減少表面摩擦裝置包括多個(gè)設(shè)置在船體表面上用來(lái)把氣體射入水中的噴嘴；以及一個(gè)用來(lái)控制進(jìn)入噴嘴的氣體流量的氣體供應(yīng)設(shè)備，以便在紊流附面層內(nèi)建立峰值空隙比。
本發(fā)明人進(jìn)行了關(guān)于減少表面摩擦效應(yīng)與經(jīng)過船體表面附近的多泡流場(chǎng)的船速和進(jìn)入噴嘴的氣體供應(yīng)量之間的關(guān)系的理論研究，并且把該研究結(jié)果公開在日本專利申請(qǐng)H9-142818(首次公開號(hào))中。下面的結(jié)論就是根據(jù)這項(xiàng)研究得出的。當(dāng)通過所有噴嘴的氣體流量QG均相同時(shí)，較低的流速Um將產(chǎn)生較高的空隙比αm和用較小的減摩比Cf/Cf0(有氣泡的摩擦系數(shù)Cf與無(wú)氣泡的摩擦系數(shù)Cf0的比)所表示的較小的摩擦。當(dāng)流速Um保持恒定時(shí)，較高的氣體流量QG將產(chǎn)生較小的減摩比Cf/Cf0，表示此時(shí)摩擦減小了。
但是，如圖2中所示，還可以發(fā)現(xiàn)峰值空隙比從船體表面移開的位置。所以十分清楚的是，本發(fā)明的方法是從我們的理論分析中得出的，而且該方法還與下述已知觀點(diǎn)相一致即在紊流附面層中的系數(shù)ηm必須比較大才能產(chǎn)生有效的表面摩擦減少效應(yīng)。
除了上述方法外，還提供了一種當(dāng)船在通過把氣泡從設(shè)置在船體表面上的噴嘴射入水中所產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過時(shí)用來(lái)產(chǎn)生用于減少船的表面摩擦的氣泡的方法，其中該氣泡的半徑可由下列表達(dá)式(2)給出R=2.4{Q/(U·K)}1/2(2)式中Q是氣體流量，U是在該多泡流場(chǎng)中的流速，以及K是有效噴嘴的數(shù)目。
此外，本發(fā)明提供了一種當(dāng)船在通過把氣泡從噴嘴射入水中產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過(從而在船與水之間的分界面中產(chǎn)生多泡流場(chǎng))時(shí)用來(lái)減少船的表面摩擦的噴嘴裝置，該裝置包括多個(gè)沿著多泡流場(chǎng)的流線排列成幾行的噴嘴；以及一個(gè)用來(lái)把壓縮空氣供應(yīng)給選定數(shù)目的K個(gè)有效噴嘴的氣體供應(yīng)設(shè)備，以便產(chǎn)生在一定半徑范圍內(nèi)的氣泡。
本發(fā)明還涉及一種減摩船，該船具有設(shè)置在該船上用來(lái)當(dāng)船在多泡流場(chǎng)中經(jīng)過時(shí)減少船的表面摩擦的裝置，該裝置包括多個(gè)沿多泡流場(chǎng)的流線排列成幾行的噴嘴；以及一個(gè)用來(lái)把壓縮空氣供應(yīng)給選定數(shù)目的K個(gè)有效噴嘴的氣體供應(yīng)設(shè)備，以便產(chǎn)生在一定半徑范圍內(nèi)的氣泡。
眾所周知，通過把氣體從噴嘴射入水中所產(chǎn)生并且在船與水之間的分界面上形成的微氣泡的半徑由下列表達(dá)式(3)給出R=a·(Q/U)1/2(3)式中，Q是通過一個(gè)噴嘴進(jìn)入水中的氣體流量，以及U是在由半徑為R的微氣泡組成的多泡流場(chǎng)中的流動(dòng)速度。常數(shù)a可通過實(shí)驗(yàn)獲得。
在一系列與本發(fā)明有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，示于圖5中的結(jié)果可以在水槽實(shí)驗(yàn)中獲得，這些實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的常數(shù)a的數(shù)值為2.4。在圖5中，表達(dá)式(3)中的R由實(shí)驗(yàn)中所用各種噴咀的直徑D加以歸一化。
減少表面摩擦方法的一種改進(jìn)的裝置是建立在通過一個(gè)選定數(shù)目的K個(gè)有效噴嘴來(lái)供應(yīng)給定體積的氣體的基礎(chǔ)上的。這樣，通過從l至n改變有效噴嘴的數(shù)目K，流量Q就可以從Q(K=1時(shí))變化至Q/n(K=n時(shí))。上述表達(dá)式(2)是用于局部多泡流場(chǎng)的一般表達(dá)式(3)的一個(gè)特殊的情況。在一組給定的流量Q和流速U的情況下，微氣泡的半徑可以通過改變?cè)诒磉_(dá)式(2)中的有效的噴嘴的數(shù)目K而進(jìn)行調(diào)整。


圖1是在第一實(shí)施例中的表面摩擦比與空隙比的曲線圖；圖2是在第二實(shí)施例中的空隙比與Y的曲線圖；圖3是在第一實(shí)施例中的一條減摩船的外視圖；圖4是在第一實(shí)施例中用來(lái)產(chǎn)生氣泡射流的氣體流量的控制系統(tǒng)的示意的框圖；圖5是用來(lái)解釋第一實(shí)施例的基本原理的曲線圖；圖6是在第二實(shí)施例中的一條減摩船的外視圖；以及圖7是在第二實(shí)施例中用來(lái)產(chǎn)生氣體射流的氣源的控制系統(tǒng)的示意的框圖。
下面將參照附圖提供幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。
首先介紹第一實(shí)施例。圖3中示出了船1，船首2，潛面3，螺旋漿裝置4，方向舵5，噴嘴6，航行方向F以及吃水線W。在靠近潛面3的船1的船首2處的左舷和右舷兩側(cè)設(shè)置有許多噴嘴6，雖然圖中只示出右舷的設(shè)置情況，但這些噴嘴6也同樣設(shè)置在左舷。同樣的噴嘴6也可以設(shè)置在靠近船1的船首2處的底面上。
圖4示出了一個(gè)氣體流量控制系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)包括一個(gè)電機(jī)7，一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)8，多個(gè)控制閥9，一個(gè)氣體流量控制裝置10和一個(gè)存儲(chǔ)裝置11。每個(gè)噴孔6經(jīng)過其自身的控制閥9用管子通到鼓風(fēng)機(jī)8。鼓風(fēng)機(jī)8由電機(jī)7帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮空氣通過各個(gè)控制閥9供應(yīng)。每個(gè)控制閥9由氣體流量控制裝置10獨(dú)立地控制，以便調(diào)整控制閥9的開口大小。
氣體流量控制裝置10包括(除了其他許多東西以外)一個(gè)用來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)控制閥9的接口電路和根據(jù)控制程序來(lái)控制該接口電路的微處理機(jī)。存儲(chǔ)裝置11存儲(chǔ)著控制程序和用來(lái)執(zhí)行該控制程序所需要的流量控制數(shù)據(jù)。
流量控制數(shù)據(jù)包括例如通過計(jì)算機(jī)模擬研究獲得的在船體表面附近的空隙比分布數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，該數(shù)據(jù)使計(jì)算出的空隙比分配結(jié)構(gòu)與從潛面3的各個(gè)區(qū)域至紊流附面層的垂直距離發(fā)生連系。
在該實(shí)施例中，所選擇的控制參數(shù)是在各個(gè)水下位置處的水速和進(jìn)入噴嘴6的氣體流量，并且把使空隙比與可用于這些參數(shù)的各種范圍的至紊流附面層的距離相連系的數(shù)學(xué)表達(dá)式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)裝置11中。這類模擬研究的細(xì)節(jié)已經(jīng)在日本專利申請(qǐng)(例如首次公開號(hào)H8-144646和H9-292999)中作了公開。
下面將說(shuō)明氣體流量控制裝置10的工作。
當(dāng)船達(dá)到巡航速度時(shí)，例如，就起動(dòng)氣體流量控制裝置10并且開始從噴嘴6噴射氣泡。當(dāng)氣體流量控制裝置10從速度控制裝置(未顯示)得到一個(gè)該船已經(jīng)達(dá)到巡航速度范圍的信號(hào)時(shí)，它就開始根據(jù)控制程序控制各個(gè)單獨(dú)控制閥9的工序。
在從船的速度控制裝置接到作為一個(gè)控制參數(shù)的該減摩船的速度數(shù)據(jù)以后，氣體流量控制裝置10根據(jù)所報(bào)告的巡航速度和所儲(chǔ)存的該船的形狀數(shù)據(jù)計(jì)算出對(duì)于潛面3的各種位置在各種多泡流速下的紊流附面層厚度的數(shù)值。然后，氣體流量控制裝置10得出對(duì)于各種位置中的每個(gè)位置所需要的一個(gè)氣體流量的數(shù)值，因此，通過把這些紊流附面層的厚度和多泡流速輸入氣體流量控制數(shù)據(jù)中，使得峰值空隙比將在潛面3的不同位置的相應(yīng)的附面層內(nèi)發(fā)生。
這里，由于船的形狀各不相同，在潛面3的不同位置上的多泡流速即使在不同位置處的巡航速度可能相同的情況下也可以是不同的。在該實(shí)施例中，在計(jì)算潛面3的不同位置上的紊流附面層的厚度值時(shí)將考慮到這種影響，并且進(jìn)入不同噴嘴6的氣體流量將根據(jù)該計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。例如，如果在吃水線W區(qū)域的紊流附面層厚度與底面區(qū)域的紊流附面層厚度不同，就對(duì)進(jìn)入吃水線區(qū)域和底面區(qū)域附近的噴嘴6的氣體流量彼此獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)整，從而使峰值空隙比分布將位于在這些位置上的相應(yīng)的紊流附面層中。
因此，通過對(duì)各個(gè)噴嘴6的氣體流量進(jìn)行調(diào)整，就可以通過對(duì)潛面3的不同位置上的局部摩擦系數(shù)進(jìn)行調(diào)整從而有效地減少表面摩擦，同時(shí)通過使所需噴射到水中的氣體流量減至最小而節(jié)省了能量。
在上述實(shí)施例中，在潛面3的不同位置上的多泡流速可以根據(jù)船的運(yùn)動(dòng)速度獲得，并且各噴嘴6的氣體流量可以獨(dú)立地作出調(diào)整，但是，在可以認(rèn)為在潛面3的不同位置上的紊流附面層的厚度沒有顯著不同的情況下，可以更簡(jiǎn)單的根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度來(lái)均勻地調(diào)整各噴嘴6的氣體流量。
此外，在上述實(shí)施例中，氣體流量調(diào)整數(shù)據(jù)可以存放在存儲(chǔ)裝置11中，但是也可以考慮用一種裝置來(lái)代替存儲(chǔ)裝置11，在該裝置中，氣泡測(cè)量裝置被設(shè)置在潛面3上的各噴嘴6的后部。在這種裝置中，沿垂直于潛面3的方向上的空隙比分布可以根據(jù)由氣泡測(cè)量裝置所檢測(cè)的氣泡量通過氣體流量控制裝置10計(jì)算出來(lái)，而各噴嘴6的氣體流量就可以根據(jù)該計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下，氣泡測(cè)量裝置可以設(shè)置在左和右舷兩側(cè)和底面上。此外，這種氣泡測(cè)量裝置可以以多泡水的激光掃描為基礎(chǔ)，并且反射數(shù)據(jù)可以用來(lái)決定在給定容積中的氣泡數(shù)目。
第一實(shí)施例的特征總結(jié)如下。
(1)該方法提供了一種有效的減少表面摩擦的作用，同時(shí)可以節(jié)省需要供給噴嘴的氣體總量，因?yàn)榭梢哉{(diào)整每個(gè)噴嘴的氣體流量，從而可以在相應(yīng)的噴嘴的相應(yīng)的紊流附面層內(nèi)建立峰值空隙比，通過我們的研究可知，隨著氣體流量的增加，紊流附面層的位置沿著垂直于船體的方向移動(dòng)。
(2)對(duì)于潛面的不同位置來(lái)說(shuō)減摩作用都是最佳的，因?yàn)槊總€(gè)噴嘴的氣體流量可以單獨(dú)地進(jìn)行調(diào)整，從而峰值空隙比將發(fā)生在相應(yīng)的噴嘴附近的紊流附面層內(nèi)。
(3)船的制造費(fèi)用可以降低，因?yàn)樵摼唧w方法取決于在船體附近的空隙比分布的計(jì)算機(jī)模擬的預(yù)先確定的結(jié)果，由此即可對(duì)每個(gè)噴嘴的氣體流量作出調(diào)整而不需要用測(cè)量裝置實(shí)時(shí)地確定空隙比分布結(jié)構(gòu)。
(4)當(dāng)在船體上設(shè)置有氣泡測(cè)量裝置時(shí)，在船體附近的空隙比分布就可以計(jì)算出來(lái)，并且各噴嘴的氣體流量可以根據(jù)實(shí)時(shí)結(jié)果而進(jìn)行調(diào)整，因此以巡航船周圍的實(shí)際空隙比為基礎(chǔ)的對(duì)于表面摩擦減少作用的更精確的控制就可以實(shí)現(xiàn)。
下面將參照附圖介紹第二實(shí)施例。與在第一實(shí)施例中的零件相同的零件將使用同樣的標(biāo)號(hào)表示，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。
圖6示出了船1A，船首2，潛面3，螺旋漿裝置4，方向舵5，航行方向F，流線L以及吃水線W。在接近船首2的潛面3上，由n行沿流線L排列的噴嘴和m列垂直于流線L排列的噴嘴組成的噴嘴13的陣列(m·n)設(shè)置在船1A的左和右舷兩側(cè)。雖然圖中只示出了船1A的右舷的設(shè)置情況，同樣的噴嘴13的m·n陣列也設(shè)置在潛面3的左舷。由n行沿流線L排列和i列垂直于流線L排列的噴嘴的類似的(i·n)陣列設(shè)置在船1A靠近船首2處的底部14上。
如圖7中所示，沿著n行排列的每個(gè)噴嘴13經(jīng)過其控制閥15借助于管子與鼓風(fēng)機(jī)16相連接。鼓風(fēng)機(jī)16由電機(jī)17驅(qū)動(dòng)并且通過相應(yīng)的控制閥15把壓縮空氣供應(yīng)給各個(gè)噴嘴13?？刂蒲b置18調(diào)整控制閥15的開口。
在這樣配置的減摩船中，壓縮空氣被供應(yīng)給在該陣列的所有噴嘴13中的一個(gè)選定數(shù)目(K)的有效噴嘴中。有效噴嘴的數(shù)目K可以由一個(gè)噴嘴13或者由多個(gè)相鄰的噴嘴13組成。
在這樣配置的噴嘴13所產(chǎn)生的微氣泡的半徑可以根據(jù)下列表達(dá)式(2)進(jìn)行調(diào)整R=2.4·{Q/(U·K)}1/2(2)式中變量K(一個(gè)整數(shù))表示該供應(yīng)有壓縮空氣的有效噴嘴的選定的數(shù)目；Q是氣體流量；m及U是多泡流場(chǎng)中的流速。在船與水之間的附面層中產(chǎn)生的微氣泡的半徑R可以通過選定該參數(shù)K(有效噴嘴的數(shù)目)的數(shù)值后由控制裝置18進(jìn)行調(diào)整。因而實(shí)現(xiàn)了不受船速限制的減摩作用，使得在低于船的巡航速度的任何速度下都能夠產(chǎn)生最佳的多泡流場(chǎng)。這是一個(gè)特別重要的研究成果，因?yàn)樵谳^低速度運(yùn)行時(shí)表面摩擦可能對(duì)船施加一個(gè)不利的制動(dòng)作用。
在上述實(shí)施例中，該噴嘴陣列設(shè)置在船1A的底面和側(cè)面上，但是，該噴嘴陣列也可以只設(shè)置在底面上或只設(shè)置在側(cè)面上。在這種情況下，雖然減摩作用沒有前述情況下那么顯著，但制造費(fèi)用可以降低。
因此，第二實(shí)施例通過把氣體經(jīng)過設(shè)置在船1A的船體上的多個(gè)噴嘴13吹入水中，根據(jù)方程式(2)在給定的氣體流量Q和流速U情況下通過調(diào)整有效噴嘴的參數(shù)K就可以產(chǎn)生一定半徑R的微氣泡并且不受船速的限制。
權(quán)利要求
1．一種用于減少船的表面摩擦的方法，該方法通過使氣體從設(shè)置在所述船的船體表面上的多個(gè)噴嘴中射出，以及通過控制經(jīng)過噴嘴的氣體流量以便在紊流附面層內(nèi)建立峰值空隙比，從而使該船在船體表面附近產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過，根據(jù)一項(xiàng)理論研究，所述峰值空隙比的位置隨著通過所述噴嘴的氣體流量的增加而沿著一個(gè)垂直于所述船體表面的方向移開。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)入每個(gè)噴嘴的氣體流量可以單獨(dú)地進(jìn)行控制以便在船體表面附近形成的紊流附面層內(nèi)建立一個(gè)峰值空隙比。
3．如權(quán)利要求1或2中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，空隙比分布結(jié)構(gòu)是根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬預(yù)定的，而進(jìn)入每個(gè)噴嘴的氣體流量是根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行控制的。
4．如權(quán)利要求1或2中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，一個(gè)氣泡測(cè)量裝置設(shè)置用來(lái)計(jì)算在所述船體表面附近的氣泡數(shù)目以便算出在該附近處的空隙比，并且進(jìn)入每個(gè)噴嘴的氣體流量是根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行控制的。
5．一種船，該船具有用來(lái)減少表面摩擦的表面減摩裝置并且在通過把氣體從噴嘴射入所述船的船體表面附近的水中所產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過，包括多個(gè)設(shè)置在船體表面用來(lái)把氣體射入水中的噴嘴；一個(gè)用來(lái)控制進(jìn)入噴嘴的氣體流量的氣體供應(yīng)設(shè)備，以便在紊流附面層內(nèi)建立一個(gè)峰值空隙比。
6．如權(quán)利要求5所述的船，其特征在于，所述氣體供應(yīng)設(shè)備單獨(dú)地調(diào)整進(jìn)入每個(gè)噴嘴的氣體流量，以便在與沿潛面的不同位置相關(guān)的紊流附面層內(nèi)建立一個(gè)峰值空隙比。
7．如權(quán)利要求5或6中的一項(xiàng)所述的船，其特征在于，所述氣體供應(yīng)設(shè)備根據(jù)通過計(jì)算已經(jīng)預(yù)定的空隙比分布結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整進(jìn)入沿所述船的潛面的不同位置附近的每個(gè)噴嘴的氣體流量。
8．如權(quán)利要求5或6中的一項(xiàng)所述的船，其特征在于，一個(gè)氣泡測(cè)量裝置設(shè)置用來(lái)確定在所述船體表面附近的氣泡體積以便計(jì)算在所述船的潛面的各個(gè)不同位置的空隙比，并且進(jìn)入每個(gè)噴嘴的氣體流量根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行控制。
9．一種用來(lái)產(chǎn)生用于當(dāng)船在通過把氣泡從設(shè)置在船體表面上的噴嘴射入水中所產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過時(shí)減少船的表面摩擦的氣泡的方法，其特征在于，所述氣泡的半徑由下列表達(dá)式給出R=2.4·{Q/(U·K)}1/2式中Q是氣體流量，U是在該多泡流場(chǎng)中的流速，以及K是有效噴嘴的數(shù)目。
10．一種具有用來(lái)減少表面摩擦的表面減摩裝置的船，當(dāng)該船從把氣泡由噴嘴射入水中所產(chǎn)生的多泡流場(chǎng)中經(jīng)過時(shí)在所述船與水之間的分界面中產(chǎn)生多泡流場(chǎng)，該裝置包括多個(gè)沿著多泡流場(chǎng)的流線排列成n行的噴嘴；以及一個(gè)用來(lái)把壓縮氣體供應(yīng)給選定數(shù)目的K個(gè)有效噴嘴的氣體供應(yīng)設(shè)備，以便產(chǎn)生具有在一定數(shù)值范圍內(nèi)的半徑的氣泡。
11．如權(quán)利要求10所述的船，其特征在于，所述選定數(shù)目K可根據(jù)下列表達(dá)式確定R=2.4·{Q/(U·K)}1/2式中Q是氣體流量，U是在多泡流場(chǎng)中的流速，以及K是在所述多個(gè)噴嘴中的有效噴嘴的數(shù)目。
12．如權(quán)利要求10或11中的一項(xiàng)所述的船，其特征在于，噴嘴設(shè)置在所述船的船首附近。
13．如權(quán)利要求10或11中的一項(xiàng)所述的船，其特征在于，噴嘴設(shè)置在所述船的右舷和左舷處的船首附近。
14．一種用來(lái)通過把氣泡射入水中以便在所述船與水之間的分界中產(chǎn)生充滿氣泡的水流從而使船的表面摩擦減少的方法，該方法包括多個(gè)沿多泡流場(chǎng)的流線排列成n行的噴嘴；以及一個(gè)用來(lái)把壓縮氣體供應(yīng)給選定數(shù)目的K個(gè)有效噴嘴的氣體供應(yīng)設(shè)備，以便產(chǎn)生具有在一定數(shù)值范圍內(nèi)的半徑的氣泡。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述選定數(shù)目K可根據(jù)下列表達(dá)式確定R=2.4·{Q/(U·K)}1/2式中Q是氣體流量，U是在多泡流場(chǎng)中的流速，以及K是在所述多個(gè)噴嘴中的有效噴嘴的數(shù)目。
16．如權(quán)利要求14或15中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，噴嘴設(shè)置在所述船的底面處的船首附近。
17．如權(quán)利要求14或15中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，噴嘴設(shè)置在所述船的右舷和左舷處的船首附近。
18．如權(quán)利要求14或15中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，噴嘴設(shè)置在所述船的右舷和左舷以及底面處的船首附近。
全文摘要
一種用于減少船的表面摩擦的方法,該方法通過使氣體從設(shè)置在船的船體表面上的多個(gè)噴嘴中射出而在船體表面附近產(chǎn)生多泡流場(chǎng),該船即在該流場(chǎng)中通過。氣體流量可以調(diào)整以便在紊流附面層內(nèi)建立峰值空隙比,通過觀察可知,隨著通過噴嘴的氣體流量的增加,峰值空隙比的位置沿著垂直于船體表面的方向移開。
文檔編號(hào)B63B1/38GK1208128SQ98116848
公開日1999年2月17日 申請(qǐng)日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月1日
發(fā)明者高橋義明, 吉田有希, 加藤洋治 申請(qǐng)人:石川島播磨重工業(yè)株式會(huì)社, 加藤洋治