本文關(guān)鍵詞：全向直翼推進(jìn)器水動(dòng)力性能研究及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 全向直翼推進(jìn)器 水動(dòng)力性能 數(shù)值模擬 空化 優(yōu)化

【摘要】：我國船舶工業(yè)正在蓬勃發(fā)展,對推進(jìn)器的性能提出了更高的要求,而傳統(tǒng)的擺線推進(jìn)器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、并且在擺動(dòng)時(shí)存在較大的角加速度等原因,限制其進(jìn)一步發(fā)展。全向直翼推進(jìn)器結(jié)構(gòu)簡單,工作時(shí)槳葉勻速轉(zhuǎn)動(dòng),不存在較大的角加速度,可有效彌補(bǔ)擺線推進(jìn)器存在的問題,但是目前對全向直翼推進(jìn)器水動(dòng)力性能的研究較少。本文利用數(shù)值模擬的方法,對全向直翼推進(jìn)器的水動(dòng)力性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明其水動(dòng)力性能優(yōu)異,推進(jìn)效率高。論文首先根據(jù)全向直翼推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,進(jìn)行理論推導(dǎo),得到其運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。將該模型與機(jī)翼在非定常流體中的受力分析相結(jié)合,計(jì)算得到全向直翼推進(jìn)器在不同進(jìn)速系數(shù)下的推進(jìn)效率。計(jì)算結(jié)果表明全向直翼推進(jìn)器相較于擺線推進(jìn)器和水平軸推進(jìn)器而言有更高的推進(jìn)效率。其次,在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的基礎(chǔ)上,利用滑移網(wǎng)格方法對全向直翼推進(jìn)器的水動(dòng)力性能進(jìn)行數(shù)值模擬,得到不同時(shí)刻、不同轉(zhuǎn)速和不同進(jìn)速系數(shù)下的速度和壓力云圖,結(jié)果表明槳葉周圍流場特性與速度攻角的大小密切相關(guān)。同時(shí),從數(shù)值模擬的結(jié)果中可以得到主推力系數(shù)和扭矩系數(shù),進(jìn)而計(jì)算得到由數(shù)值模擬產(chǎn)生的推進(jìn)效率。模擬結(jié)果與結(jié)算結(jié)果變化趨勢一致,表明數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。再次,對不同時(shí)刻、不同轉(zhuǎn)速和不同進(jìn)速系數(shù)下的全向直翼推進(jìn)器的空化性能進(jìn)行數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明速度攻角、轉(zhuǎn)速和進(jìn)速系數(shù)等參數(shù)的變化影響流場的流速、壓強(qiáng),進(jìn)而影響空化性能。同時(shí),空泡的產(chǎn)生和潰滅都會(huì)對流場的穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。最后,通過數(shù)值模擬對全向直翼推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,參數(shù)包括槳葉數(shù)目、槳葉翼型和兩螺旋槳之間的距離。結(jié)果表明,隨著槳葉數(shù)目的增加,推進(jìn)效率降低,但是推進(jìn)器工作的穩(wěn)定性提高；隨著槳葉翼型的變化,全向直翼推進(jìn)器的推進(jìn)效率先增大后減小,其空化性能也經(jīng)歷了先變優(yōu)再變劣的過程；隨著兩螺旋槳之間距離的增加,兩漿之間的相互影響減弱,推進(jìn)效率也隨之降低。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.3

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張學(xué)偉;張亮;王峰;趙東亞;龐程燕;;Research on the Unsteady Hydrodynamic Characteristics of Vertical Axis Tidal Turbine[J];China Ocean Engineering;2014年01期

2 張學(xué)偉;張亮;李志川;盛其虎;王樹齊;;潮流能自由變偏角水輪機(jī)限位角優(yōu)化方法[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2012年11期

3 劉培檢;王冬姣;;垂直軸水輪機(jī)水動(dòng)力性能的數(shù)值模擬研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年28期

4 馬勇;張亮;馬良;陳展;;豎軸水輪機(jī)式潮流能發(fā)電裝置開發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];科技導(dǎo)報(bào);2012年12期

5 朱萍;成明;;垂直軸潮流水輪機(jī)流場的三維數(shù)值模擬[J];現(xiàn)代電力;2012年02期

6 張亮;李志川;張學(xué)偉;侯衛(wèi)松;馬勇;;垂直軸潮流能水輪機(jī)研究與利用現(xiàn)狀[J];應(yīng)用能源技術(shù);2011年09期

7 張洪雨,邢國英;擺線推進(jìn)器任意方向角的水動(dòng)力計(jì)算方法研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2005年04期

8 張洪雨,徐玉如,黃薇莉,賀敬席;擺線推進(jìn)器水動(dòng)力性能研究[J];海洋工程;1998年03期

9 李根生,沈曉明,施立德,陳現(xiàn)華;空化和空蝕機(jī)理及其影響因素[J];石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年01期

10 吳鴻遇;黃勝;張洪雨;;深潛器推進(jìn)形式的選擇[J];應(yīng)用科技;1991年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 歐禮堅(jiān);船舶螺旋槳及推進(jìn)裝置故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 黃其祥;基于舵機(jī)控制的新型擺線推進(jìn)器研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 陳先進(jìn);擺線推進(jìn)器結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)化研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 王同蘇;深海無人潛器高效推進(jìn)器的設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 施科益;基于步進(jìn)電機(jī)的新型直翼擺線推進(jìn)器研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 邢國英;計(jì)算擺線推進(jìn)器和水輪機(jī)水動(dòng)力性能的彎曲流管法[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

6 汪魯兵;一種新型變攻角直葉水輪機(jī)水動(dòng)力性能優(yōu)化研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2003年

，

本文編號：1153094