螺旋槳為當(dāng)前應(yīng)用最為普遍的推進(jìn)器。船舶自航時(shí),船與槳之間相互作用會(huì)干擾兩者各自的性能。船槳之間的相互作用的深入研究對(duì)于船舶型線及性能的優(yōu)化都有十分重要的意義。研究船槳干擾的CFD方法,目前主要有船槳整體建模計(jì)算方法以及體積力方法,本文旨在探究基于RANS-BEM耦合的迭代型體積力法,并且對(duì)比整體建模法以及描述型體積力法探討其應(yīng)用前景。首先通過(guò)與試驗(yàn)值對(duì)比,驗(yàn)證了裸船體阻力計(jì)算以及螺旋槳面元法計(jì)算方法,確定船體部分RANS方程的求解與螺旋槳部分BEM代碼的可靠性。然后在文中分別應(yīng)用整體建模方法,描述型體積力法以及RANS-BEM迭代型體積力法這三種方法,對(duì)KCS船模的推進(jìn)性能進(jìn)行計(jì)算;并參考相似原理,應(yīng)用這三種方法求解的實(shí)船自航點(diǎn),對(duì)比分析算得的自航因子,其中RANS-BEM迭代型體積力法優(yōu)化了迭代機(jī)制,采用了一種無(wú)需嵌套迭代的新方法,減少了所需的計(jì)算步數(shù)。結(jié)果表明,三種方法都能夠保證計(jì)算精度。其中整體建模方法有利于流場(chǎng)細(xì)節(jié)的表達(dá)及槳盤(pán)面處伴流場(chǎng)的分析,體積力法則在整體性能評(píng)估計(jì)算效率上有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。計(jì)算結(jié)果證明了迭代型體積力法在進(jìn)行自航模擬的可行性,并且由于螺旋槳計(jì)算部分能夠減少大量復(fù)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

螺旋槳坐標(biāo)系

第 2 章面元法計(jì)算螺旋槳性能ttttt ()[|()||()|]21220 VV 本方程(2-8)的過(guò)程與解定常問(wèn)題時(shí)十定常問(wèn)題不同的是，作為一個(gè)時(shí)間和全部確定，而只可以確定最靠近槳葉長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，從而求解這個(gè)非定常方的表達(dá)示，其中rx 為葉剖面處的縱傾，1c 為的點(diǎn)至導(dǎo)邊的弦向距離，s 為剖面的葉背、葉面上的點(diǎn)到弦線的距離。那，其坐標(biāo)如下表示：

1 1( ) ( )k k kZ t j t Zj jk jF k p k n S 1 11 11 1( ) ( ) ( )( )( ) ( )( )( ) ( )( )PPPNZk k k k k kX t t j t Yj j Zj j jk jNZk k k k k kY t j t Zj j Xj j jk jNZk k k k k kY t j t Zj j Xj j jk jM k Q k p k n Z n Y SM k p k n X n Z SM k p k n X n Z S , )k kYj Zjn n 為 O XYZ坐標(biāo)系下第 k 個(gè)葉片第 j 個(gè)面元上的單位法向量，標(biāo)系下第k 個(gè)葉片第 j 個(gè)面元上的控制點(diǎn)的坐標(biāo)，kjS 為第 k 個(gè)葉域中的求解需要持續(xù)至水動(dòng)力達(dá)到收斂條件。塔條件的處理，影響函數(shù)計(jì)算以及表面速度確定的方法與定常，這里不再贅述。槳模型簡(jiǎn)介

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于體積力法的船體自航性能數(shù)值預(yù)報(bào)[J]. 吳召華,陳作鋼,代燚.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
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[5]新型POD推進(jìn)器尾渦模型的改進(jìn)研究[J]. 馬騁,楊晨俊,錢正芳,黃勝.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
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博士論文
[1]基于面元法理論的船用螺旋槳設(shè)計(jì)方法研究[D]. 蔡昊鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[2]螺旋槳性能預(yù)報(bào)的速度勢(shì)面元法研究[D]. 張利軍.大連理工大學(xué) 2006
[3]螺旋槳空泡性能及低噪聲螺旋槳設(shè)計(jì)研究[D]. 胡健.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[4]非均勻流場(chǎng)中螺旋槳性能預(yù)報(bào)和理論設(shè)計(jì)研究[D]. 譚廷壽.武漢理工大學(xué) 2003
[5]基于B樣條的三維船體水動(dòng)力數(shù)值計(jì)算研究[D]. 張曉兔.武漢理工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于勢(shì)流—黏流耦合計(jì)算的船體自航性能CFD研究[D]. 鄭洋.上海交通大學(xué) 2015
[2]基于體積力法的船/槳/舵粘性流場(chǎng)的數(shù)值研究[D]. 吳召華.上海交通大學(xué) 2013
[3]速度面元法預(yù)報(bào)螺旋槳水動(dòng)力性能[D]. 郭俊.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3311195