本文關(guān)鍵詞：基于CFD螺旋槳轂帽鰭水動力性能研究

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【摘要】：近年來,隨著國際油價(jià)的日益增長,以及經(jīng)濟(jì)危機(jī)對國際船市的影響,使得船舶運(yùn)輸業(yè)與制造業(yè)受到了前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),再加之國際海事組織(IMO)近年來對安全、環(huán)保領(lǐng)域不斷增加的要求,如NOx排放、Tire Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)、壓載水處理以及目標(biāo)行標(biāo)準(zhǔn)(GBS)等要求的實(shí)施,致使船舶的新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)提高。在這樣的大背景之下,我國造船業(yè)如何在原有建船方案的前提下提高船舶的節(jié)能效率成為各大設(shè)計(jì)單位的首要任務(wù),船舶節(jié)能裝置再次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 螺旋槳轂帽鰭作為一種新型的船用節(jié)能裝置,合理安排其在槳后的位置,能夠明顯提升螺旋槳的推進(jìn)效率。因此本文采用計(jì)算流體力學(xué)方法對螺旋槳轂帽鰭的敞水性能進(jìn)行數(shù)值模擬。 首先,為了驗(yàn)證CFD商業(yè)軟件FLUENT數(shù)值模擬的可靠性,選取通用螺旋槳DTMB4119槳作為研究對象,根據(jù)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值的比較分析,說明FLUENT具有一定的可靠性。在DTMB4119槳的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)相應(yīng)的轂帽鰭形狀,通過改變轂帽鰭安裝角度,來初步研究轂帽鰭的節(jié)能效果。從計(jì)算結(jié)果分析可以看出,與DTMB4119槳相關(guān)的轂帽鰭在安裝角度為400時(shí),表現(xiàn)出最佳的節(jié)能效果,其效率增量能夠達(dá)到0.798%。 其次,選取另外一特殊螺旋槳作為研究對象,分別考慮了多種參數(shù)變化下的轂帽鰭對螺旋槳敞水性能的影響。其變化參數(shù)包括轂帽鰭安裝角、直徑大小及槳后軸向位置。綜合分析計(jì)算結(jié)果可以看出,與其螺旋槳相對應(yīng)的轂帽鰭在安裝角度為500時(shí),其節(jié)能效果在0.52392%-1.14966%的范圍內(nèi),且隨鰭葉直徑的增大而增大,軸向位置的改變對螺旋槳及轂帽鰭整體效率的影響并沒有規(guī)律性的變化。 最后,本文就螺旋槳槳葉個數(shù)變化、縱傾變化及不同湍流模型對其敞水性能的影響進(jìn)行了FLUENT數(shù)值模擬。從模擬結(jié)果看出,本文中涉及的螺旋槳在葉數(shù)為五葉、向船首縱傾時(shí)表現(xiàn)出較佳的性能。而湍流模型的影響表現(xiàn)為SSTk-ω模型下所得到的效率最佳,RNGk-ε模型次之,Realizablek-ε模型最差。 到目前為止,國內(nèi)可查閱的研究螺旋槳轂帽鰭的文獻(xiàn)并不是很多,因此本文所做工作對后續(xù)研究提供了一定的數(shù)值參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.33

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本文編號：1215191