一种船舶表面减阻结构的制作方法
1.本技术涉及船舶减阻的领域，尤其是涉及一种船舶表面减阻结构。
背景技术：
2.船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具，随着船舶在全球物流交通中扮演着越来越重要的角，人们开始关注如何提高船舶的能源效率，探索船舶绿、节能的新技术和新方法。
3.目前，船舶在航行过程中受到的阻力包括层流摩擦力和湍流摩擦力，而湍流摩擦力远大于层流摩擦力，是船舶在航行中受到的主要阻力。
4.针对上述中的相关技术，在航行同等距离的情况下，船舶受到湍流摩擦力会比船舶受到层流摩擦力消耗更多的能源，发明人认为存在有船舶在航行过程中因船体表面受到较大的湍流摩擦力导致船舶航行能源消耗量较高的缺陷。
技术实现要素：
5.为了改善船舶在航行过程中因船体表面受到较大的湍流摩擦力导致船舶航行能源消耗量较高的问题，本技术提供一种船舶表面减阻结构。
6.本技术提供的一种船舶表面减阻结构采用如下的技术方案：
7.一种船舶表面减阻结构，包括设置在船体底部靠近船头一端的底板，所述底板外侧壁上开设有进水口，所述底板内沿水流流动方向开设有与进水口相连通的空腔，所述底板侧壁上位于空腔远离进水口一端开设有与空腔相连通的排水口，所述底板位于空腔的底壁上设置有多个导流板，所述导流板沿水流流动方向设置，且多个所述导流板沿垂直水流流动方向等间距平行设置。
8.通过采用上述技术方案，船舶在航行过程中，水流从底板的进水口处进入底板的空腔内，水流经过空腔再从排水口排出，水流进入空腔时为湍流，水流经过空腔时，多个平行设置的导流板对湍流进行导流，湍流经过导流板导流后变为层流，再从排水口排出。如此设置，湍流经底板空腔内导流板的导流后变为层流，使得船体外表面受到的湍流摩擦力变为层流摩擦力，减小了船舶在航行时受到的阻力，从而减少了船舶航行时消耗的能源。
9.优选的，多个所述导流板的一端延伸至底板的进水口处，多个所述导流板的另一端延伸至底板的排水口处。
10.通过采用上述技术方案，导流板的两端分别位于底板的进水口处和排水口处，使得导流板的导流行程更长，从而使导流板的导流效果更佳。
11.优选的，所述进水口和排水口均沿垂直水流流动方向开设为条形口。
12.通过采用上述技术方案，沿垂直水流流动方向开设的条形进水口增加了进水口处的进水量，沿垂直水流流动方向开设的条形排水口，使得排出的层流与船体外表面接触面积更大，从而使得船舶航行时受到的阻力更小。
13.优选的，所述排水口开设有多个，多个所述排水口沿水流流动方向等间距开设在
底板上并均与空腔相连通。
14.通过采用上述技术方案，随着船舶航行速度不断增加，底板位于进水口处的进水量随之不断增加，多个排水口同时排出空腔内的层流，使得底板空腔内的层流能够及时排出。
15.优选的，所述底板上位于每相邻两个排水口之间形成有挡柱，所述挡柱靠近空腔的侧壁上沿水流流动方向设置有导流片。
16.通过采用上述技术方案，在空腔内的水流从排水口排出空腔时，水流经挡柱上的导流片进一步进行导流，从而进一步使得湍流转变为层流。
17.优选的，所述导流片开设有多个，且多个所述导流片沿垂直水流流动方向等间距开设在挡柱的侧壁上。
18.通过采用上述技术方案，多个导流片在水流排出空腔时对水流进行导流，从而使得导流片的导流效果更佳。
19.优选的，所述导流片平行于导流板，且多个所述导流片与多个导流板一一对应。
20.通过采用上述技术方案，多个导流片一一对应配合多个导流板对湍流进行导流，使得湍流转变为层流的效果更佳。
21.优选的，所述挡柱的横截面为棱形，且所述导流片安装在棱形挡柱靠近空腔并远离进水口的侧壁上。
22.通过采用上述技术方案，挡柱的端面为棱形使得水流经排水口排出空腔时，挡柱不易对水流进行阻挡，从而更加便于水流排出底板的空腔。
23.优选的，所述底板的进水口靠近船头的侧壁进水端开设有第一圆角，所述底板位于排水口靠近船尾的侧壁排水端开设有第二圆角。
24.通过采用上述技术方案，第一圆角使得水流在进入进水口时更加流畅，从而更加便于水流从湍流转变为层流，第二圆角使得水流在排出排水口时更加流畅，从而使得层流在排出排水口时更加稳定，减少了层流在排出排水口时转变为湍流的情况。
25.优选的，所述底板上设置有减阻涂层。
26.通过采用上述技术方案，在船舶航行过程中，减阻涂层减少了底板与水流之间的摩擦力，从而进一步降低了船舶航行时的能源消耗量。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
28.1.通过采用导流板，湍流经底板空腔内导流板的导流后变为层流，层流再经排水口排出空腔，并与船体的外表面接触，使得船体外表面受到的湍流摩擦力变为层流摩擦力，减小了船舶在航行时受到的阻力，从而减少了船舶航行时消耗的能源；
29.2.通过采用多个导流片，多个导流片一一对应配合多个导流板对湍流进行导流，使得湍流转变为层流的效果更佳；
30.3.通过采用减阻涂层，在船舶航行过程中，减阻涂层减少了底板与水流之间的摩擦力，从而进一步降低了船舶航行时的能源消耗量。
附图说明
31.图1是本技术船舶表面减阻结构的整体结构示意图；
32.图2是本技术船舶表面减阻结构为突出展示空腔内部结构的爆炸示意图；
33.图3是本技术船舶表面减阻结构为突出展示空腔内部结构的剖视图。
34.附图标记说明：1、底板；2、进水口；3、空腔；4、排水口；5、导流板；6、挡柱；7、导流片；8、第一圆角；9、第二圆角；10、水流通道；11、减阻涂层。
具体实施方式
35.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
36.本技术实施例公开一种船舶表面减阻结构。
37.参照图1和2，一种船舶表面减阻结构包括固定安装在船体底部靠近船头一端的底板1，底板1安装有两个，且两个底板1呈锐角安装在船头处。底板1外侧壁上开设有进水口2，底板1内开设有与进水口2相连通的矩形空腔3，底板1外侧壁上开设有与空腔3相连通的排水口4。进水口2位于空腔3靠近船头一端，排水口4位于空腔3靠近船尾一端，船舶在航行过程中，水流的流动方向为船头至船尾的水平方向，水流从进水口2进入底板1的空腔3内，再从排水口4排出空腔3。
38.底板1的外侧壁上喷涂形成有减阻涂层11，本技术中，减阻涂层11可选用为聚脲材料喷涂形成。聚脲材料喷涂形成的减阻涂层11是一种弹性体物质，本身具有一定的弹性，因此减阻涂层11的外侧壁为柔性壁面。在船舶航行过程中，减阻涂层11的柔性壁面减少了底板1与水流之间的摩擦力，从而进一步降低了船舶航行时的能源消耗量，且柔性壁面为被动减阻技术，属于环保、有效和节能的减阻方法，更加符合绿船舶的概念。
39.底板1位于空腔3的底壁上固定焊接有九个导流板5，导流板5沿水流流动方向焊接且导流板5的两端分别位于进水口2和排水口4处。九个导流板5沿竖直方向等间距焊接，每相邻两个导流板5之间形成有水流通道10，水流通道10的一端与进水口2相连通，另一端有排水口4相连通。船舶在航行过程中，湍流从进水口2处进入空腔3内的水流通道10中，湍流在狭窄的水流通道10中流动并在导流板5的导流作用下转变为层流。层流从排水口4处排出空腔3并与船体的外表面接触，使得船体外表面受到的湍流摩擦力变为层流摩擦力，减小了船舶在航行时受到的阻力，从而减少了船舶航行时消耗的能源。
40.进水口2和排水口4均沿竖直方向开设为条形口，进水口2与排水口4在竖直方向上长度相同，空腔3在竖直方向的长度与进水口2和排水口4相同，且在船舶航行过程中进水口2和排水口4均位于水面下方。条形进水口2增加了进水口2处的进水量，条形排水口4使得排出的层流与船体外表面接触面积更大，从而使得船舶航行时受到的阻力更小。
41.参照图3，底板1位于进水口2靠近船头的侧壁上开设有第一圆角8，第一圆角8使得水流在进入进水口2时更加流畅，从而更加便于水流从湍流转变为层流。底板1位于排水口4靠近船尾的侧壁上开设有第二圆角9，第二圆角9使得水流在排出排水口4时更加流畅，从而使得层流在排出排水口4时更加稳定。
42.排水口4沿水平方向开设有十个，且十个排水口4均与空腔3相连通，底板1位于每相邻两个排水口4之间形成有挡柱6，挡柱6可选用焊接方式固定安装在底板1的空腔3处，且导流板5抵接在挡柱6靠近空腔3的侧壁上。随着船舶航行速度不断增加，底板1位于进水口2处的进水量随之不断增加，十个排水口4同时排出空腔3内的层流，使得底板1空腔3内的层流能够及时排出。
43.参照图2和3，挡柱6的横截面为棱形，且棱形挡柱6的两个锐角端分别指向船头和
船尾，挡柱6指向船尾的一端并位于靠近空腔3的侧壁上沿水平方向固定焊接有导流片7。导流片7焊接有九个，九个导流片7沿竖直方向等间距焊接，且九个导流片7平行于九个导流板5并与九个导流板5一一对应。在空腔3内的水流从排水口4排出空腔3时，九个导流片7一一对应配合九个导流板5对水流进行导流，使得湍流转变为层流的效果更佳。
44.本技术实施例的实施原理为：船舶在航行过程中，湍流从进水口2处进入空腔3内的水流通道10中，湍流在狭窄的水流通道10中流动并在导流板5的导流作用下转变为层流。层流从排水口4处排出空腔3并与船体的外表面接触，使得船体外表面受到的湍流摩擦力变为层流摩擦力，减小了船舶在航行时受到的阻力，从而减少了船舶航行时消耗的能源。
45.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
技术特征：
1.一种船舶表面减阻结构，其特征在于：包括设置在船体底部靠近船头一端的底板(1)，所述底板(1)外侧壁上开设有进水口(2)，所述底板(1)内沿水流流动方向开设有与进水口(2)相连通的空腔(3)，所述底板(1)侧壁上位于空腔(3)远离进水口(2)一端开设有与空腔(3)相连通的排水口(4)，所述底板(1)位于空腔(3)的底壁上设置有多个导流板(5)，所述导流板(5)沿水流流动方向设置，且多个所述导流板(5)沿垂直水流流动方向等间距平行设置。2.根据权利要求1所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：多个所述导流板(5)的一端延伸至底板(1)的进水口(2)处，多个所述导流板(5)的另一端延伸至底板(1)的排水口(4)处。3.根据权利要求1所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述进水口(2)和排水口(4)均沿垂直水流流动方向开设为条形口。4.根据权利要求3所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述排水口(4)开设有多个，多个所述排水口(4)沿水流流动方向等间距开设在底板(1)上并均与空腔(3)相连通。5.根据权利要求4所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述底板(1)上位于每相邻两个排水口(4)之间形成有挡柱(6)，所述挡柱(6)靠近空腔(3)的侧壁上沿水流流动方向设置有导流片(7)。6.根据权利要求5所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述导流片(7)开设有多个，且多个所述导流片(7)沿垂直水流流动方向等间距开设在挡柱(6)的侧壁上。7.根据权利要求6所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述导流片(7)平行于导流板(5)，且多个所述导流片(7)与多个导流板(5)一一对应。8.根据权利要求5所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述挡柱(6)的横截面为棱形，且所述导流片(7)安装在棱形挡柱(6)靠近空腔(3)并远离进水口(2)的侧壁上。9.根据权利要求1所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述底板(1)的进水口(2)靠近船头的侧壁进水端开设有第一圆角(8)，所述底板(1)位于排水口(4)靠近船尾的侧壁排水端开设有第二圆角(9)。10.根据权利要求1所述的一种船舶表面减阻结构，其特征在于：所述底板(1)上设置有减阻涂层(11)。
技术总结
本申请涉及船舶减阻领域，公开了一种船舶表面减阻结构，包括设置在船体底部的底板，底板外侧壁上开设有进水口，底板内开设有与进水口相连通的空腔，底板侧壁上开设有与空腔相连通的排水口，底板位于空腔的底壁上设置有多个导流板，导流板沿水流流动方向设置，且多个导流板沿垂直水流流动方向等间距平行设置。本申请具有通过采用导流板，湍流经底板空腔内导流板的导流后变为层流，层流再经排水口排出空腔，并与船体的外表面接触，使得船体外表面受到的湍流摩擦力变为层流摩擦力，减小了船舶在航行时受到的阻力，从而减少了船舶航行时消耗的能源，达到改善船舶在航行过程中因船体表面受到较大的湍流摩擦力导致船舶航行能源消耗量较高的效果。量较高的效果。量较高的效果。
