本文關(guān)鍵詞：吊艙推進(jìn)器敞水推進(jìn)性能研究

  更多相關(guān)文章： 雙槳式吊艙推進(jìn)器 CFD 敞水推進(jìn)性能 回轉(zhuǎn)操縱 優(yōu)化

【摘要】：吊艙推進(jìn)器越來(lái)越受到人們的關(guān)注,已逐漸應(yīng)用在各個(gè)工程領(lǐng)域的船舶推進(jìn)系統(tǒng)上。吊艙推進(jìn)器相比于傳統(tǒng)推進(jìn)器具有眾多優(yōu)點(diǎn)：吊艙推進(jìn)器采用電力推進(jìn)系統(tǒng),避免了傳統(tǒng)機(jī)械式能量傳遞的方式；節(jié)省了艙室空間,有利于艙室的布置和優(yōu)化；并且可以使船尾型線的設(shè)計(jì)約束減小,增大船型效率；此外,吊艙推進(jìn)器成功地將推進(jìn)與操縱集于一體,可以按任意角度進(jìn)行偏轉(zhuǎn)操縱,大大提高了其操縱的靈活性。吊艙推進(jìn)器的推進(jìn)性能決定船舶的直航速度和回轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)性,所以對(duì)于其水動(dòng)力性能有必要加以深入研究。 吊艙推進(jìn)器主要有三種形式,本文研究雙槳式吊艙推進(jìn)器的水動(dòng)力性能。首先研究吊艙推進(jìn)器上單槳的敞水推進(jìn)性能,基于CFD方法計(jì)算了其上單槳的敞水性征曲線,并與試驗(yàn)結(jié)果相比較,驗(yàn)證了CFD方法計(jì)算的準(zhǔn)確性。通過(guò)壓力云圖從微觀上分析其壓力特性,與計(jì)算所得宏觀表征一致。進(jìn)一步使用渦粘模型下的五種兩方程湍流模型計(jì)算螺旋槳敞水推進(jìn)性能,并分別比較推力、轉(zhuǎn)矩和敞水推進(jìn)效率,分析不同湍流模型的優(yōu)缺點(diǎn),選擇了SSTk-ω模型作為本文計(jì)算的湍流模型。 其次,對(duì)吊艙推進(jìn)器進(jìn)行整體水動(dòng)力性能計(jì)算,得到吊艙推進(jìn)器敞水性征曲線。將吊艙推進(jìn)器與螺旋槳的敞水推進(jìn)性能進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)吊艙推進(jìn)器相比于螺旋槳的推力與轉(zhuǎn)矩均得到提升,而敞水推進(jìn)效率有所下降,說(shuō)明吊艙推進(jìn)器的轉(zhuǎn)矩比推力提升得更快。吊艙推進(jìn)器在進(jìn)行回轉(zhuǎn)操縱時(shí)處于非設(shè)計(jì)工況,水動(dòng)力性能會(huì)發(fā)生劇烈變化。本文研究其在回轉(zhuǎn)狀態(tài)下的水動(dòng)力性能,分別計(jì)算偏轉(zhuǎn)角度為10°、20°、30°、40°的推力系數(shù)KT、轉(zhuǎn)矩系數(shù)KQ、敞水推進(jìn)效率η。研究發(fā)現(xiàn),偏轉(zhuǎn)角度越大,推力與轉(zhuǎn)矩越大。在小角度偏轉(zhuǎn)時(shí),敞水推進(jìn)效率變��；在大角度偏轉(zhuǎn)時(shí),敞水推進(jìn)效率逐漸有所回升。并且高進(jìn)速可以放大由偏轉(zhuǎn)所引起的水動(dòng)力性能變化。 最后,對(duì)吊艙推進(jìn)器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要從阻力與推進(jìn)兩個(gè)方面著手,減小阻力,提升推進(jìn)性能,分別改進(jìn)了吊艙推進(jìn)器的螺旋槳、吊艙與支架的型線與尺寸。通過(guò)計(jì)算分析,優(yōu)化后的吊艙推進(jìn)器的敞水推進(jìn)效率得到提升。
【關(guān)鍵詞】：雙槳式吊艙推進(jìn)器 CFD 敞水推進(jìn)性能 回轉(zhuǎn)操縱 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U664.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 吊艙推進(jìn)器概況9-13
• 1.1.1 吊艙推進(jìn)器簡(jiǎn)介9
• 1.1.2 吊艙推進(jìn)器發(fā)展9-11
• 1.1.3 吊艙推進(jìn)器的優(yōu)點(diǎn)11
• 1.1.4 吊艙推進(jìn)器的類(lèi)別11-13
• 1.2 吊艙推進(jìn)器水動(dòng)力性能研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 試驗(yàn)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 數(shù)值計(jì)算研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 數(shù)值計(jì)算基本原理18-31
• 2.1 流體控制方程18-19
• 2.2 RANS方程19-20
• 2.3 湍流模型20-27
• 2.3.1 湍流模型分類(lèi)20-22
• 2.3.2 兩方程湍流模型22-27
• 2.4 控制方程離散27-28
• 2.4.1 離散方法分類(lèi)27
• 2.4.2 有限體積法27-28
• 2.5 方程求解28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 螺旋槳水動(dòng)力性能數(shù)值預(yù)報(bào)31-54
• 3.1 螺旋槳建模31-40
• 3.1.1 幾何建模31-35
• 3.1.2 計(jì)算流域的確定35-36
• 3.1.3 網(wǎng)格生成36-39
• 3.1.4 邊界條件39
• 3.1.5 計(jì)算參數(shù)設(shè)定39-40
• 3.2 螺旋槳敞水性能計(jì)算與分析40-47
• 3.2.1 敞水性征曲線40-43
• 3.2.2 螺旋槳壓力云圖43-47
• 3.3 湍流模型的對(duì)比計(jì)算47-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 吊艙推進(jìn)器敞水性能研究54-79
• 4.1 吊艙推進(jìn)器建模54-59
• 4.1.1 幾何建模54-55
• 4.1.2 確定吊艙推進(jìn)器計(jì)算域55-56
• 4.1.3 網(wǎng)格劃分56-58
• 4.1.4 邊界條件58-59
• 4.1.5 計(jì)算參數(shù)設(shè)定59
• 4.2 吊艙推進(jìn)器敞水性能計(jì)算與分析59-65
• 4.2.1 POD敞水性征曲線60-62
• 4.2.2 POD云圖特征研究62-65
• 4.3 吊艙推進(jìn)器與螺旋槳性能比較65-69
• 4.4 POD不同偏轉(zhuǎn)角度性能研究69-74
• 4.4.1 推力系數(shù)K_T的影響70-71
• 4.4.2 轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_Q的影響71-73
• 4.4.3 敞水效率η的影響73-74
• 4.5 吊艙推進(jìn)器優(yōu)化設(shè)計(jì)74-78
• 4.5.1 吊艙推進(jìn)器型線設(shè)計(jì)74-76
• 4.5.2 優(yōu)化后POD敞水性能計(jì)算76-78
• 4.6 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：719482