船舶作為航運業(yè)中的運載量最大的交通工具,其航行性能與營運成本一直受到國際社會的廣泛關(guān)注,而船舶動力的推進系統(tǒng)不僅對航行性能產(chǎn)生重大影響,而且也與營運經(jīng)濟性密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代船舶性能標準的逐漸提高,吊艙推進器作為新型的推進系統(tǒng)之一,憑借其特性和出色的表現(xiàn)在商業(yè)領(lǐng)域獲得了較大的成功。吊艙推進器的推進形式完全不同于傳統(tǒng)的螺旋槳,吊艙推進器集船舶推進和操縱裝置為一體,可做360°旋轉(zhuǎn),在任意方向上提供最大推力。但由于吊艙的存在,一定程度上改變了螺旋槳原本的尾流情況,尾流和吊艙之間的相互作用更是影響了推進器的整體性能。因此進行吊艙推進器水動力特性分析與節(jié)能裝置設(shè)計,對改善船舶的推進性能及操縱性具有重要意義,也能夠為工程實際中吊艙推進器的設(shè)計與優(yōu)化提供一定的參考意義。基于FINE/Marine軟件對吊艙推進器進行實尺度的數(shù)值模擬,著重考慮了吊艙推進器的支架型式和節(jié)能裝置對其水動力性能的影響,主要的研究工作和分析結(jié)果如下:（1）吊艙推進器敞水性能數(shù)值算法驗證。對加拿大紐芬蘭紀念大學（MUN）海洋工程研究中心（OERC）和加拿大國家海洋技術(shù)研究所（IOT）共同設(shè)計的吊艙推進器模型進行數(shù)值模擬,將計算結(jié)... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 吊艙推進器水動力性能的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模型試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)值研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容
    1.4 本文的創(chuàng)新點
第2章 CFD計算模型與方法
    2.1 數(shù)值計算方法
        2.1.1 基本控制方程
        2.1.2 湍流模擬方法
        2.1.3 湍流模型
        2.1.4 離散方法
    2.2 CFD軟件FINE/Marine的介紹
        2.2.1 HEXPRESS網(wǎng)格劃分
        2.2.2 FINE/Marine計算設(shè)置
    2.3 本章小結(jié)
第3章 吊艙推進器水動力特性研究
    3.1 模型吊艙推進器數(shù)值算法驗證
        3.1.1 模型吊艙推進器的基本參數(shù)
        3.1.2 模型吊艙推進器的三維模型
        3.1.3 網(wǎng)格劃分及計算設(shè)置
        3.1.4 模型吊艙推進器數(shù)值計算結(jié)果對比驗證
    3.2 裸槳的敞水性能計算
        3.2.1 裸槳的基本參數(shù)及三維建模
        3.2.2 裸槳的網(wǎng)格劃分及計算設(shè)置
        3.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        3.2.4 裸槳的敞水性能計算結(jié)果
    3.3 吊艙推進器的敞水性能計算
        3.3.1 吊艙推進器的基本參數(shù)
        3.3.2 吊艙推進器的三維模型
        3.3.3 吊艙推進器的網(wǎng)格劃分
        3.3.4 吊艙推進器的計算參數(shù)設(shè)置
        3.3.5 吊艙推進器的敞水性能計算結(jié)果
    3.4 吊艙推進器的流場分析
        3.4.1 螺旋槳葉面和葉背壓力特性分析
        3.4.2 吊艙表面壓力特性分析
        3.4.3 吊艙周圍流場速度特性分析
        3.4.4 吊艙周圍流場渦量分布情況
    3.5 本章小結(jié)
第4章 吊艙推進器支架外型優(yōu)選
    4.1 不同支架形式吊艙推進器模型建立
    4.2 不同支架型式吊艙推進器的數(shù)值計算結(jié)果分析
        4.2.1 螺旋槳推力及轉(zhuǎn)矩系數(shù)
        4.2.2 吊艙阻力及側(cè)向力系數(shù)
        4.2.3 吊艙推進器推力、側(cè)向力系數(shù)及效率
    4.3 最優(yōu)支架型式的確定
        4.3.1 模糊綜合評價法的概述
        4.3.2 水動力性能評價的數(shù)學模型
        4.3.3 水動力性能的模糊綜合評價
    4.4 本章小結(jié)
第5章 吊艙推進器節(jié)能裝置設(shè)計
    5.1 推力鰭的基本參數(shù)
        5.1.1 推力鰭的初步設(shè)計
        5.1.2 推力鰭各種參數(shù)的變化情況及計算結(jié)果
        5.1.3 推力鰭展長的影響
        5.1.4 推力鰭周向位置的影響
        5.1.5 推力鰭初始攻角的影響
    5.2 十字型尾鰭的基本參數(shù)
        5.2.1 十字型尾鰭的初步設(shè)計
        5.2.2 十字型尾鰭展長的影響
    5.3 附鰭吊艙推進器的水動力特性分析
        5.3.1 附鰭吊艙推進器敞水數(shù)值計算及節(jié)能效果
        5.3.2 吊艙表面壓力特性分析
        5.3.3 吊艙尾渦分布情況
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
        6.1.1 吊艙推進器的水動力特性研究
        6.1.2 吊艙推進器支架外形優(yōu)選研究
        6.1.3 吊艙推進器節(jié)能裝置設(shè)計
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文和專利
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于CFD的對轉(zhuǎn)螺旋槳水動力性能分析[J]. 孫承亮,趙江濱.  艦船科學技術(shù). 2019(03)
[2]大型循環(huán)水槽吊艙推進器空泡性能試驗研究[J]. 黃紅波,吳穎昕,王建芳,樊曉冰.  船舶力學. 2017(04)
[3]L型吊艙式推進器直線運動和非設(shè)計工況下水動力性能的試驗研究（英文）[J]. 趙大剛,郭春雨,蘇玉民,豆鵬飛,景濤.  Journal of Marine Science and Application. 2017(01)
[4]吊艙推進器的發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 韓旗.  機電設(shè)備. 2016(03)
[5]推力鰭對吊艙推進器水動力性能的影響[J]. 汪小翔.  船海工程. 2015(06)
[6]雙槳式吊艙推進器水動力性能CFD預報方法研究[J]. 馬騁,錢正芳,陳科,蔡昊鵬,莊光宇.  船舶力學. 2014(05)
[7]變安裝角推力鰭對吊艙推進器敞水性能的影響[J]. 郭春雨,孫瑜,趙大剛,吳鐵成.  華中科技大學學報(自然科學版). 2013(12)
[8]全回轉(zhuǎn)吊艙推進器水動力性能試驗研究[J]. 褚德英,張葆華,王瑩,汝長青.  船舶工程. 2013(S2)
[9]吊艙推進器槳轂間隙影響的數(shù)值分析[J]. 董小倩,楊晨俊.  上海交通大學學報. 2013(06)
[10]吊艙式推進器偏轉(zhuǎn)工況下水動力性能[J]. 熊鷹,盛立,楊勇.  上海交通大學學報. 2013(06)

博士論文
[1]L型吊艙推進器水動力性能理論及試驗技術(shù)研究[D]. 趙大剛.哈爾濱工程大學 2017
[2]POD推進器的水動力性能研究[D]. 馬騁.哈爾濱工程大學 2006

碩士論文
[1]全回轉(zhuǎn)調(diào)距導管槳水動力特性及精細流場分析[D]. 姚瀟.江蘇科技大學 2017
[2]基于CFD方法的POD吊艙式集裝箱船水動力性能研究[D]. 康登登.浙江大學 2016
[3]吊艙推進器敞水推進性能研究[D]. 邢健.大連理工大學 2014
[4]艙體下方帶有鰭的吊艙推進器水動力性能研究[D]. 孫瑜.哈爾濱工程大學 2013
[5]吊艙推進器水動力性能模擬與分析[D]. 張偉.上海交通大學 2008



本文編號：3148132