本文選題：螺旋槳設計 + 水動力性能預報��； 參考：《大連海事大學》2016年碩士論文

【摘要】：作為船舶的主要推進裝置,螺旋槳與船舶的經(jīng)濟性與安全性密切相關,其設計和性能計算一直是流體力學領域中非常重要的課題。螺旋槳運行過程中,由于水動力載荷的影響會引起螺旋槳槳葉的變形,而槳葉的變形效應會影響螺旋槳的工作性能,而CFD數(shù)值模擬無法全面考慮其影響,因此更接近物理現(xiàn)象本身的流固耦合方法已成為螺旋槳設計時需要考慮的問題。本文首先通過圖譜法進行螺旋槳設計,之后采用計算流體力學方法(CFD)分析計算設計槳的水動力性能,最后運用流固耦合方法得到螺旋槳槳葉變形及等效應力,具體內(nèi)容如下：(1)用螺旋槳設計軟件分別設計出了一型B4-55與B4-85的螺旋槳,使船舶推進系統(tǒng)的核心問題得到快捷、準確的解決。(2)合理密布關鍵區(qū)域尤其是槳葉上的網(wǎng)格,采用邊界層網(wǎng)格技術,保證較高的網(wǎng)格精度,以確保敞水計算中獲得精確的結(jié)果。(3)借助三維CAD軟件生成螺旋槳幾何模型,運用CFD方法,對螺旋槳周圍流場進行數(shù)值模擬,獲得設計槳的水動力性能,由此繪出螺旋槳的敞水特性曲線,對螺旋槳流場的流線、速度矢量及壓力分布規(guī)律等流動特性進行分析。(4)在Workbench下,對螺旋槳進行穩(wěn)態(tài)流固耦合分析。在不同進速系數(shù)下,求解設計槳槳葉變形與等效應力分布；分析不同材料下槳葉變形與等效應力的變化規(guī)律,其結(jié)果可為工程應用和理論研究提供參考。
[Abstract]:As the main propulsion device of the ship, the propeller is closely related to the economy and safety of the ship. Its design and performance calculation have always been a very important subject in the field of hydrodynamics. In the process of propeller operation, the effect of hydrodynamic load will cause the deformation of propeller blade, and the deformation effect of propeller blade will affect the performance of propeller, but CFD numerical simulation can not fully consider its influence. Therefore, the fluid-solid coupling method, which is closer to the physical phenomenon itself, has become a problem to be considered in the design of propeller. In this paper, firstly, the propeller design is carried out by the map method, then the hydrodynamic performance of the designed propeller is analyzed by the computational fluid dynamics (CFD) method. Finally, the deformation and equivalent stress of the propeller blade are obtained by using the fluid-solid coupling method. The specific contents are as follows: 1) the propellers of a type B4-55 and B4-85 are designed by using the propeller design software, respectively, so that the core problems of the ship's propulsion system can be solved quickly and accurately. The boundary layer mesh technology is used to ensure high mesh accuracy to ensure accurate results in open water calculation. The geometric model of propeller is generated by using 3D CAD software. The flow field around the propeller is simulated numerically by using CFD method. The hydrodynamic performance of the designed propeller is obtained, and the open water characteristic curve of the propeller is plotted. The flow characteristics of the propeller flow field, such as the flow line, velocity vector and pressure distribution, are analyzed. 4) the steady state fluid-solid coupling analysis of the propeller is carried out under Workbench. The deformation and equivalent stress distribution of the design propeller blade are solved under different advancing coefficients, and the variation law of the blade deformation and equivalent stress under different materials is analyzed. The results can provide a reference for engineering application and theoretical research.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661;U664.33

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王建;金志浩;;輸流管道流固耦合非線性動力學分析[J];沈陽化工學院學報;2007年04期

2 王征;吳虎;賈海軍;;流固耦合力學的數(shù)值研究方法的發(fā)展及軟件應用概述[J];機床與液壓;2008年04期

3 李艷華;柳貢民;馬俊;;考慮流固耦合的典型管段結(jié)構(gòu)振動特性分析[J];振動與沖擊;2010年06期

4 賈明章,吳士沖;流固耦合計算及導管振動研究[J];中國造船;1986年01期

5 徐博侯 ,王清;考慮流固耦合效應的結(jié)構(gòu)輻射條件[J];浙江大學學報(自然科學版);1988年06期

6 馮維明;程德林;鄭效忠;;流固耦合動態(tài)測試的研究[J];振動、測試與診斷;1990年02期

7 孟慶國;馬鈞;袁文清;;液體罐箱多歐拉域流固耦合碰撞過程數(shù)值模擬[J];工程力學;2009年S1期

8 蘇波;錢若軍;袁行飛;于猛;;利用能量守恒和徑向基函數(shù)插值的流固耦合界面數(shù)據(jù)傳遞方法[J];西安交通大學學報;2009年09期

9 陳堅紅;周天情;盛德仁;李蔚;陳輝;;充流管道單向流固耦合數(shù)值模擬自動化研究[J];動力工程學報;2012年08期

10 陳文元;趙雷;;壩體考慮流固耦合的動力特性分析[J];四川建筑科學研究;2013年01期

相關會議論文 前10條

1 崔爾杰;;流固耦合力學研究與應用進展[A];錢學森科學貢獻暨學術思想研討會論文集[C];2001年

2 王士召;何國威;張星;;柔性體渦誘導振蕩的流固耦合模擬[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

3 王國斌;;單細胞受剪切流變的流固耦合數(shù)值模擬分析[A];北京力學會第17屆學術年會論文集[C];2011年

4 蘇波;錢若軍;;流固耦合方程的建立及耦合數(shù)據(jù)傳遞[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術研討會論文集[C];2008年

5 鮑麟;余永亮;;粘彈性蜻蜓型翼揮拍的流固耦合求解途徑初探[A];非定常空氣動力學研討會論文選集[C];2007年

6 文聘;葉紅玲;劉海宏;;輸流管流固耦合模態(tài)分析[A];北京力學會第18屆學術年會論文集[C];2012年

7 劉樂;吳健康;;細胞通過微孔隙時的大變形流固耦合和表面切應力變化特征[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 王從磊;任偉偉;孫建紅;;平面圓形傘初始充氣階段的流固耦合研究[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

9 張洋;柏云清;汪衛(wèi)華;趙小敏;張學偉;FDS團隊;;基于雙向流固耦合的中國鉛基研究反應堆地震響應分析[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

10 王建省;董勤喜;;熱流固耦合動態(tài)邊界理論研究[A];第九屆全國滲流力學學術討論會論文集（一）[C];2007年

相關博士學位論文 前10條

1 周忠寧;對旋軸流風機流固耦合特性研究及其基于非線性動力學的應用[D];中國礦業(yè)大學;2009年

2 孫芳錦;膜結(jié)構(gòu)風振流固耦合效應和風致雪壓的理論分析及數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

3 雷凡;水下柔性結(jié)構(gòu)流固耦合動力效應研究[D];武漢理工大學;2011年

4 王自明;油藏熱流固耦合模型研究及應用初探[D];西南石油學院;2002年

5 金景旭;汽車碰撞人體頭部流固耦合模型及傷害機理研究[D];吉林大學;2015年

6 法特;基于高階有限差分法的管道瞬態(tài)特性研究[D];華中科技大學;2011年

7 高平;大型渡槽的二維半流固耦合模型及其工程應用研究[D];華南理工大學;2014年

8 魯麗;非線性板狀結(jié)構(gòu)流固耦合復雜響應研究[D];西南交通大學;2006年

9 石代嗯;攪拌槽內(nèi)流固耦合的實驗研究與數(shù)值模擬[D];北京化工大學;2014年

10 李媛;風力機葉片流固耦合數(shù)值模擬[D];華北電力大學;2013年

相關碩士學位論文 前10條

1 夏向?qū)W;基于流固耦合物理模擬技術的頂板突水機理研究[D];華北科技學院;2015年

2 馮偉;流固耦合效應下離心壓氣機葉片響應分析[D];大連交通大學;2015年

3 康楠;流固耦合界面信息傳遞技術分析與數(shù)值風洞計算程序研制[D];西安建筑科技大學;2015年

4 王梅媚;微芯片塑封過程熱—流—固耦合變形的數(shù)值模擬研究[D];南昌大學;2015年

5 介少龍;基于流固耦合的含夾層鹽巖儲庫滲流研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

6 張強;基于動邊界技術的單向張拉膜結(jié)構(gòu)流固耦合效應研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

7 王恒宇;高塔流固耦合振動特性分析及結(jié)構(gòu)改進研究[D];湘潭大學;2015年

8 曾志平;汽油機冷卻系統(tǒng)流固耦合傳熱分析與研究[D];重慶交通大學;2015年

9 鄧艷波;風力機翼型氣動性能及流固耦合分析[D];湘潭大學;2015年

10 張亦農(nóng);基于流固耦合的雞蛋跌落沖擊力學特性有限元分析[D];天津科技大學;2013年

，

本文編號：1958532