[发明专利]一种结合微气泡减阻技术与沟槽面湍流减阻技术的高速航行器

说明书

本发明涉及一种结合微气泡减阻技术与沟槽面湍流减阻技术的高速航行器，所述高速航行器的船底面沿船长向开设有若干条相互平行的沟槽，所述沟槽的横截面为方形、U形或V形，所述沟槽的沟槽高度hc等于沟槽宽度W；所述高速航行器还包括设置于机舱内的微气泡发生装置，所述微气泡发生装置产生气泡并通过气管输送至船底，所述气管铺设于所述沟槽内部，并沿所述沟槽长度方向均匀开设排气孔。本发明通过在船底设计沟槽，通过改变边界层底层的流动结构以达到减阻目的，同时在沟槽内设置排气孔，气泡排出在沟槽表面产生弥散的细气幕，可以进一步减小阻力，通过两种减阻技术的有效结合可以达到联合减阻效果，提高减阻效率，从而提高船舶快速性。

技术领域

本发明涉及航行器减阻设计技术领域，具体涉及一种结合微气泡减阻技术与沟槽面湍流减阻技术的高速航行器。

背景技术

微气泡减阻又可称为气层、气穴减阻，是在物体表面制造气泡以达到减阻降噪的效果，即通过绕航行器铺设的空气管路上的小孔放出空气，产生弥散的很细的气幕，该气幕既能有效地减小外壳与水之间的摩擦阻力，又能隔离艇体噪声源向水中的辐射，从而达到减阻降噪的目的。其原理是利用气泡的小摩阻性和易变形的特点来调节底层流动结构以减少阻力。

沟槽面湍流减阻也可称为条纹沟槽表面减阻技术，是在物体表面上开一系列横向或流向的沟槽，通过改变边界层底层的流动结构以达到减阻目的，该方法属于表面修形技术，应用于飞机或船舶领域，能够减少能源消耗。

上述两种技术都可以单一的对航行器产生减阻效果，但是目前尚没有将两种技术进行结合的设计以达到更好的减阻效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的微气泡减阻与沟槽面湍流减阻技术相结合的空缺，提供一种结合微气泡减阻技术与沟槽面湍流减阻技术的高速航行器，它的结构设计结合了微气泡减阻技术和沟槽面湍流减阻技术，使其减阻效果大大优于单一减阻技术所取得的效果。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种结合微气泡减阻技术与沟槽面湍流减阻技术的高速航行器，所述高速航行器的船底面沿船长向开设有若干条相互平行的沟槽，所述沟槽的横截面为方形、U形或V形，所述沟槽的沟槽高度hc等于沟槽宽度W，沟槽宽度W 的范围为：25μm≤W≤300μm；所述高速航行器还包括设置于机舱内的微气泡发生装置，所述微气泡发生装置产生气泡并通过气管输送至船底，所述气管铺设于所述沟槽内部，并沿所述沟槽长度方向均匀开设排气孔，气泡从所述排气孔中排出。

上述方案中，所述沟槽的横截面采用V形。

上述方案中，所述沟槽沿船长方向开设于1/3船长至2/3船长之间。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在船底设计沟槽，通过改变边界层底层的流动结构以达到减阻目的，同时在沟槽内设置排气孔，气泡排出在沟槽表面产生弥散的细气幕，可以进一步减小阻力，通过两种减阻技术的有效结合可以达到联合减阻效果，提高减阻效率，从而提高船舶快速性。

2、本发明的沟槽的横截面优选V形，便于气泡在沟槽表面存留，提高减阻效率，同时降低微气泡发生装置耗能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明高速航行器的结构示意图；

图2是本发明航行器底部开设沟槽结构示意图。

图中：10、沟槽；20、排气孔；30、船体。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。