本文關(guān)鍵詞：NACA半懸掛舵舵葉流場數(shù)值模擬及舵裝置輔助設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 舵裝置是船舶安全航行的重要保證。在船舶外形尺度和螺旋槳確定后,舵就成了影響船舶操縱性的最重要的因素。船舶現(xiàn)代設(shè)計要求船舶有良好的操縱性,而船用舵性能優(yōu)越,結(jié)構(gòu)簡單,因此舵的設(shè)計尤為重要。 目前舵的設(shè)計工作主要是根據(jù)以往的優(yōu)良船型的設(shè)計資料進行設(shè)計。設(shè)計者在母型船舵系的基礎(chǔ)上反復修改、校核,直至得到滿足用戶需要、且符合規(guī)范的設(shè)計。這個過程繁瑣復雜,通常一個小小的改動會牽動其他的很多變動,從而導致設(shè)計效率低下,這嚴重影響船的設(shè)計進度。因此如何能提高舵的設(shè)計效率,較快的設(shè)計出實用高效的舵,成了設(shè)計者面前一個亟待解決的問題。本文正是基于此想法,編寫應(yīng)用程序,實現(xiàn)參數(shù)化繪圖,由計算機自動導出舵設(shè)計計算書,以提高舵設(shè)計效率,簡化設(shè)計人員的工作。 本論文主要工作有兩部分:采用FLUENT軟件,模擬舵葉流場數(shù)值變化,得出舵的水動力特性;利用VB編寫應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)自動繪制舵圖形和自動生成舵設(shè)計計算書�？紤]到舵的種類繁多、功能各異,本文主要針對市場占有率最大的海洋運輸船常用的舵型——NACA對稱翼型剖面半懸掛舵。 舵的結(jié)構(gòu)形式簡單,為舵設(shè)計的參數(shù)化設(shè)計提供了可能。本文提取舵葉弦長、展弦比、舵剖面型號作為繪制舵圖形的基本參數(shù)。用戶只需在程序窗口中輸入船舶主尺度、舵葉基本參數(shù)等值,程序即可驅(qū)動AutoCAD自動繪圖,并得到校核強度所需的有關(guān)尺寸。程序?qū)⑦@些尺寸導入計算模塊中進行計算,由用戶決定所選用的材料型號,選用的舵桿直徑等,最后得到舵設(shè)計計算書。整個過程非常簡單快捷,經(jīng)過設(shè)計實例證明結(jié)果實用可靠。 舵裝置的設(shè)計有兩大關(guān)鍵步驟,一個就是確定所選擇的舵的水動力特性,即舵力、扭矩等,以便核算舵的結(jié)構(gòu)尺寸,選擇舵機;另一個是選擇所需的舵面積及其有關(guān)特性參數(shù)。而目前的舵的水動力性能的計算主要有兩種方法:其一是利用舵的模型資料進行換算;其二是采用近似計算公式估算。但這兩種方法都存在一定缺陷。采用近似公式估算簡單易行,但結(jié)果非常不精確。而得到模型資料需要進行大量試驗,耗費巨大,且模舵與實舵還存在很多差異,試驗結(jié)果相對精確但仍有出入。本文是基于FLUENT軟件,利用GAMBIT前處理軟件建模,采用spalart-Allmaras湍流模型,二階迎風格式模擬舵葉流場,計算得到了舵的水動力性能數(shù)據(jù)。與舵模型試驗數(shù)據(jù)比較,結(jié)果吻合較好。本人利用FLUENT軟件進行大量計算,研究了展弦比、來流速度、剖面形式對舵的水動力性能的影響。并據(jù)此為舵的參數(shù)化設(shè)計選取了關(guān)鍵參數(shù)。 本文對舵葉粘性流場進行數(shù)值模擬,得出了舵的水動力特性。作者所進行的研究,有效的縮短了半懸掛舵的設(shè)計過程,從方案設(shè)計、圖紙表達、性能分析到最后的方案確定都由應(yīng)用程序迅速解決,加快了設(shè)計進度,提高了設(shè)計效率。
【關(guān)鍵詞】：半懸掛舵 VB 參數(shù)化設(shè)計 FLUENT 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP391.72;U664.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-17
• 1.1 背景11
• 1.2 船用舵簡介11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究狀況分析13-15
• 1.4 本文的主要工作15-17
• 第2章 舵葉流場數(shù)值模擬17-40
• 2.1 FLUENT軟件簡介17-19
• 2.1.1 概述17-18
• 2.1.2 FLUENT在舵流場數(shù)值模擬中的應(yīng)用18-19
• 2.2 基本理論與數(shù)值方法19-25
• 2.2.1 控制方程19-20
• 2.2.2 湍流模型20-22
• 2.2.3 空間離散22-24
• 2.2.4 方程離散24-25
• 2.3 Gambit建模與網(wǎng)格劃分25-26
• 2.4 舵葉水動力計算26-40
• 2.4.1 計算模型及計算條件26-29
• 2.4.2 FLUENT數(shù)值計算過程29-30
• 2.4.3 計算結(jié)果及分析30-36
• 2.4.4 展弦比、翼型剖面及雷諾數(shù)對舵葉水動力的影響36-39
• 2.4.5 小結(jié)39-40
• 第3章 基于 VB的二次開發(fā)40-51
• 3.1 AutoCAD二次開發(fā)40-43
• 3.1.1 AutoCAD40-41
• 3.1.2 VB與 AutoCAD41-43
• 3.2 參數(shù)化設(shè)計43-46
• 3.2.1 參數(shù)化技術(shù)簡介43-45
• 3.2.2 參數(shù)化繪圖45-46
• 3.3 Excel VBA技術(shù)46-51
• 3.3.1 VB與 Excel鏈接46-49
• 3.3.2 計算書的生成49-51
• 第4章 舵裝置輔助設(shè)計研究51-61
• 4.1 舵設(shè)計要素51-52
• 4.2 舵設(shè)計與二次開發(fā)52-61
• 4.2.1 舵的參數(shù)化設(shè)計思路52-54
• 4.2.2 舵的參數(shù)化繪圖54-56
• 4.2.3 舵設(shè)計計算書的生成56-58
• 4.2.4 舵設(shè)計程序的使用58-61
• 第5章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 總結(jié)61
• 5.2 展望61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果67

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 謝俊超;周瑞平;;襟翼舵水動力性能仿真研究[J];江蘇船舶;2012年01期

2 余暉冬;陳永冰;喬軼;;敞水雙舵水動力性能及計算分析[J];中國水運(下半月);2013年10期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉顯龍;水下拖曳體外形設(shè)計及其水動力學性能分析[D];大連理工大學;2010年

2 謝俊超;襟翼舵設(shè)計計算及水動力性能仿真研究[D];武漢理工大學;2011年

3 陳濤;微型觀光潛艇十字舵系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

4 王蕾;直驅(qū)式容積控制舵機的建模及控制仿真研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

5 陳雷強;舵附推力鰭參數(shù)化設(shè)計及試驗分析[D];武漢理工大學;2012年

  本文關(guān)鍵詞：NACA半懸掛舵舵葉流場數(shù)值模擬及舵裝置輔助設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：263852