【摘要】：螺旋槳是當(dāng)代船舶工業(yè)中應(yīng)用最為普遍的推進器之一,在船舶推進方面有著重要的作用。對轉(zhuǎn)螺旋槳作為特種推進器的一種,以其節(jié)能高效的優(yōu)勢,在工程中被廣泛應(yīng)用。隨著集成電氣的發(fā)展,吊艙式推進器推出,ABB公司將其與對轉(zhuǎn)槳結(jié)合起來,吊艙式對轉(zhuǎn)槳應(yīng)運而生。它既有對轉(zhuǎn)槳合理利用能量的優(yōu)勢,又有吊艙推進器布置靈活,可實現(xiàn)全回轉(zhuǎn)的優(yōu)點,受到工程界的廣泛關(guān)注。該推進器在第27屆ITTC會議上被統(tǒng)一命名為Hybrid Contra-Rotating Shaft Pod(HCRSP)。本文以吊艙式對轉(zhuǎn)槳為研究對象,對其水動力性能影響因素進行了探究,具體如下:(1)在STAR-CCM+中對吊艙式對轉(zhuǎn)槳進行數(shù)值模擬計算,將得到的結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行對比,以驗證CFD方法的可靠性。在此基礎(chǔ)上,變換前、后槳間距,計算其敞水性能。通過對比分析可知:隨著兩槳間距的增大,后槳對前槳尾流的利用率降低,吊艙式對轉(zhuǎn)槳的敞水效率也逐漸降低,且隨著間距增大,降低速度變緩。在實際應(yīng)用中,在保證吊艙式對轉(zhuǎn)槳回轉(zhuǎn)性能的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡量減小兩槳間距,發(fā)揮其優(yōu)勢。(2)以優(yōu)選間距下的吊艙式對轉(zhuǎn)槳為基礎(chǔ),研究前槳、后槳的縱斜角分別為5°、10°時,其水動力性能的變化規(guī)律。通過CFD方法進行數(shù)值計算,將結(jié)果與無縱斜的HCRSP性能對比分析發(fā)現(xiàn):前槳縱斜主要對前槳的推力產(chǎn)生影響,且縱斜5°和10°下的水動力性能未有明顯差別;后槳縱斜5°、10°對前、后槳的推力和扭矩都有影響,且縱斜5°下,后槳的推力和扭矩對整體性能有決定性影響。此外,后槳縱斜5°下的性能優(yōu)于縱斜10°下的性能。將組合縱斜方式優(yōu)選為前、后槳均縱斜5°,數(shù)值計算其敞水性能,進行對比分析可知:兩槳縱斜5°下的水動力性能與后槳縱斜5°下的性能較為相似,說明后槳縱斜對HCRSP性能的影響大于前槳縱斜。并且,不論是單槳縱斜還是組合縱斜,都使敞水效率在J1.0時降低,在J1.0時提高,并且使最高效率點后移,因此,縱斜有利于高進速下的 HCRSP。(3)以兩槳無縱斜、兩槳縱斜5°下的HCRSP為研究對象,對其在J=1.1,舵角為-20°～20°下的水動力性能進行計算,分析結(jié)果得出:隨著偏轉(zhuǎn)角的增大,吊艙及后槳的橫向偏轉(zhuǎn)力逐漸變大,而軸向上的推力逐漸減小,甚至出現(xiàn)負(fù)值。因此,隨偏轉(zhuǎn)角的增大,吊艙式對轉(zhuǎn)槳的敞水效率降低,并且兩槳縱斜5°下的敞水效率在各個偏轉(zhuǎn)角度下,均優(yōu)于兩槳無縱斜的敞水效率。
【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】：2019
【分類號】：U664.33

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本文編號：2772573