發(fā)布時間：2021-09-25 08:19

　　船舶的推進系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展,逐步出現(xiàn)了多種新型的水下推進器,其中,電力推進方式作為全船電氣化要重點解決的問題之一,更是成為了熱門的研究方向。葉環(huán)電驅(qū)槳是一種將永磁電機集成安裝在導(dǎo)管槳的導(dǎo)管中的新型電力水下推進器,采用槳葉和電機轉(zhuǎn)子一體化結(jié)構(gòu)——葉環(huán),來驅(qū)動螺旋槳工作,無需傳統(tǒng)的軸系連接,通過海水進行水潤滑和冷卻。結(jié)構(gòu)緊湊、振動和噪聲小、功率密度高、布置靈活等優(yōu)點決定葉環(huán)電驅(qū)槳成為水下推進器的研究熱點。本文提出了一種新的適用于葉環(huán)電驅(qū)槳的槳葉厚度分布設(shè)計方法——反厚度規(guī)律設(shè)計法,設(shè)計了反厚度規(guī)律槳,并且采用ANSYS-CFX以及WORKBENCH平臺,基于求解RANS的方法和Lowson方法對基準槳和反厚度規(guī)律槳的水動力性能、強度、空化和噪聲性能進行了預(yù)報和分析,驗證了反厚度規(guī)律槳葉環(huán)電驅(qū)槳有更優(yōu)越的綜合性能。具體研究內(nèi)容如下:首先,研究了導(dǎo)管與葉環(huán)間隙、導(dǎo)管形狀對葉環(huán)電驅(qū)槳的影響,發(fā)現(xiàn)葉環(huán)間隙為1mm時,葉環(huán)電驅(qū)槳的水動力性能較好。選取四種導(dǎo)管形狀進行計算,對比結(jié)果發(fā)現(xiàn),導(dǎo)管前緣和尾緣形狀分別對槳葉、導(dǎo)管推力特性影響較大。導(dǎo)管尾緣上部曲線下垂形式能提升葉環(huán)電驅(qū)槳性能。其次,提出反厚度... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

推進器的結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-3有輪軸型與無輪軸型葉環(huán)電驅(qū)槳葉環(huán)電驅(qū)槳與傳統(tǒng)的螺旋槳的差異性在于是沒有傳動軸系，采用電機集成的葉環(huán)驅(qū)動螺旋槳，以徑向連接取代軸向連接，而且可以通過海水進行水潤滑和冷卻。這種新型結(jié)構(gòu)使葉環(huán)電驅(qū)槳具有振動和噪聲孝體積小巧、功率密度高、布置安裝靈活、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，具有廣泛的應(yīng)用前景。到現(xiàn)在為止，各國公司已經(jīng)推出不同功率和大小的葉環(huán)電驅(qū)槳工業(yè)產(chǎn)品。但是對于葉環(huán)電驅(qū)槳相關(guān)的水動力性能預(yù)報分析、槳葉強度、空化和噪聲性能的標準研究方法還沒有統(tǒng)一，對于葉環(huán)電驅(qū)槳的綜合性能的了解還不是特別全面。因此，對有輪軸葉環(huán)電驅(qū)槳進行反厚度規(guī)律設(shè)計，設(shè)計無輪軸葉環(huán)電驅(qū)槳，分析不同槳葉環(huán)電驅(qū)槳水動力性能、槳葉強度、空化和噪聲性能差異，研究反厚度規(guī)律設(shè)計對葉環(huán)電驅(qū)槳的水動力性能、強度、空化和噪聲性能的影響規(guī)律是很有意義的。本文的研究工作可以對后續(xù)葉環(huán)電驅(qū)槳的商業(yè)化產(chǎn)品設(shè)計及優(yōu)化設(shè)計提供一定的指導(dǎo)方法。1.2葉環(huán)電驅(qū)槳發(fā)展概況對于葉環(huán)電驅(qū)槳的的研究，歐美國家開展的較早，進行了大量的基礎(chǔ)性研究，而且較早的推出不同型號的工業(yè)化產(chǎn)品。美國通用動力電船公司（Electric-Boat，簡稱EB）從1922年起開始研究葉環(huán)電驅(qū)槳，并與美國NSWCCD合作開發(fā)了一組葉環(huán)電驅(qū)槳[14]。2002年，該公司又與德國漢堡水池以及PennsylvaniaStateUniversity應(yīng)用實驗室聯(lián)合研發(fā)了一種商用葉環(huán)電驅(qū)槳，并且采用實船體積大小1/25的船模進行了水池敞水試驗研究，試驗結(jié)果表明葉環(huán)電驅(qū)槳的敞水效率為67.2%，與相同工況下的等功率吊艙推進器模型的敞水效率相比，要高出5%-10%，實船的試驗結(jié)果表明敞水效率可達到70%以上[15]。隨著稀土材料和電機控制技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，一系列新技術(shù)應(yīng)用于葉?

布倫沃爾系列電驅(qū)槳[16]


本文編號：3409420