节能轴支架的作用原理设计方法和叶剖面优化

介绍了节能轴支架的作用机理、设计方法和叶剖面的优化。节能轴支架的作用机理与桨前固定导轮相似 ,但设计要比桨前固定导轮简化 ,并要兼顾轴支架自身的作用和要求。文中详细给出了轴支架的布置形式和在船模试验中获得的显著节能效果。试验结果证明把轴支架的两支臂设计成有约 1 0°的收缩角可增大节能轴支架的预旋作用 ,从而增大节能效果 ,使轴支架的节能效果达约 1 2 %。空泡试验和激振力测量结果表明 ,把Eppler的翼型势流设计方法设计翼型与解 N-S方程进行流场分析相结合 ,用层流型高升阻比翼型优化节能轴支架是成功的 ,能有效地降低轴支架的阻力和推迟空泡初生 ,从而有利于节能轴支架在高速船上推广应用。实船安装证明本文的设计方法是成功的     

多桨船的节能轴支架

本文简述了多桨船节能轴支架的节能原理,扼要介绍了一艘双桨海洋调查船和一艘三桨高速艇采用这种支架后经船模自航试验证实的节能效果:前者可节能11.9％,相当提高航速0.55kn,后者节能6.5％,相当提高航速0.9kn.     

节能技术在船舶中的应用

在船上加装节能附体技术－助推节能轴支架，取得了较好的节能效果和较大的经济效益。     

应用均匀设计方法优选双臂支架臂角度

合理地选择支架臂角度十分重要，它能够使附体的阻力减小，达到节能的效果，而且可以减少或推迟空泡起始，使舰船的激振力减少。本文采用均匀设计的方法安排支架臂角度的优选试验，并获得成功，使该船在设计航速时有5％的节能效果。     

长江水翼客艇Ⅱ号附体设计特点及试验分析

本文简要分析了国外水翼艇附体的一些特征,重点介绍长江水翼客艇Ⅱ号(以下简称水翼Ⅱ号)附体的特点。由试验证实,将舵、水翼支柱和尾轴支架组合为一体,用一剖面代替三个不连续的剖面,可得到令人满意的阻力性能,满足附体阻力控制在总阻力的20％以内的设计要求。文中还介绍了水翼Ⅱ号三种附件组合体方案及模型阻力试验分析。     

谈谈艉轴支架包壳

为满足船舶节能需要，可对双桨和多桨船舶采用加装艉轴支架包壳的方法。文中就此工艺的减阻机理，施工方案，节能效果进行了详细的分析和介绍。     

两岸通航适用型客滚船线型设计及快速性研究

以两岸通航适用型客滚船设计为背景,使用Framework软件和Shipflow软件对由母型船初始变换过来的两型线型和对应的L型和V型轴支架剖面向内或向外角度进行了阻力方面的优化,并进行了船模试验验证,试验结果显示对此类客滚船进行螺旋桨旋向和支架角度优化是很有必要的,仅考虑阻力的影响是不够的,未来的优化方向为阻力加自航.另外,CFD计算的准确度还有待进一步提高.     

水面舰艇前轴支架的空化问题

本文分析水面舰艇前轴支架产生空化的原因和消除方法。分析支架前方的流动影响。桨轴旋转引起诱导流动的影响。支架臂切面形状选择准则。计算和试验结果表明，支架的空化出现，主体旭前方流动方向与支架切前处于一个相对攻角，而且这个攻角强烈依赖于浆轴的旋转方向。因此合理布置支架的位置是安装定位成为消除空化的关键措施。其次才是选择切面形状推迟空化产生，本文目的在于为今后设计和更深入研究有关问题提供参考数值。     

基于Eppler剖面设计方法上的提高空泡起始航速的非定常螺旋桨设计方法

为了提高螺旋桨的空泡起始航速，本文提供了一个基于Eppler剖面设计方法上的非定常螺旋桨设计方法，二维剖面直接由Eppler剖面设计方法给出并直接输入到升力面设计程序中进行三维剖面设计。计算结果表明新剖面螺旋桨方案的空泡斗要比常规剖面的宽。在平均伴流条件下使用升力线、升力面设计程序给出一个初步螺旋桨方案。然后用定常/非定常面法检查设计结果是否满足推力要求并作修改设计，从中选择一个不符合空泡要求的剖面作为关键剖面。使用Eppler剖面设计方法来改善空泡斗，为了研究剖面弦向负荷对螺旋桨性能影响，本文设计两只螺旋桨，一只为带有Naca66迭加Naca a=0.8，另一只为新剖面的方案。模型试验结果证实了设计方法的有效性。     

长江下游(通申线)综合节能客轮水动力试验研究设计

长江下游(通申线)综合节能客轮“新越”号,系我所于80年代后期设计。该船的船宽吃水比为5.25,属于超浅吃水船,设计难度较大。作者采用多种方案,进行了大量的水动力试验研究,主要是线型的优化研究,经分析比较,最后采用我所开发的不对称双尾鳍船型,解决了推进、操纵、布置等一系列问题,达到了较高的快速性和节能指标。该船与70年代的优秀船型——双桨轴支架型客轮相比,船体节能效果达到25％,综合节能效果为35％。     

Advantages of twin rudder system with asymmetric wing section aside a propeller

This study presents a new twin rudder system with asymmetric wing section, aside a propeller, as a new category energy saving device (ESD) for ships. The energy saving principle of the new ESD, which is called “Gate rudder”, is described and its applicability on a large bulk carrier is explored using experimental and numerical methods. The study makes emphasis on the cost-effectiveness of the proposed ESD and presents a potential energy saving up to 7–8 % with the new device as well as an attractive return investment in 0.37–0.9 year. These estimations are based on the conventional powering methods, whereas the accuracy of the ESD design method is confirmed by model test measurements.     

船舶推进节能研究：导轮的理论设计和实验

本文分析了应用导轮装置可将常规螺旋桨尾流能量转换为推进功率的原理,给出了以升力线理论为基础的导轮设计方法。为了检验给出理论公式的实际设计效果,对一条2000t的综合节能船作了螺旋桨/导轮组合推进装置的设计,在空泡水筒内进行了单独螺旋桨和螺旋桨加导轮组合装置的对比模型试验。为了探讨螺旋浆加装导轮后尾流场的变化,在对比模型试验中,用一维大功率激光测速仪进行了尾流轴向和切向速度的测量。试验结果表明,常规螺旋浆加装导轮装置后,确可减少尾流中的能量损失,提高给出实例中的螺旋桨效率达10％,与理论设计预估结果相当一致。     

基于CFD技术的节能舵球节能效果数值预报

基于CFD技术,分别预报了单个螺旋桨、桨舵组合的水动力性能,并将计算结果与试验值比较,结果显示预报结果与试验值吻合良好.在此基础上,对螺旋桨-舵-舵球组合进行了计算,并比较了舵球设计参数对节能效果的影响.计算结果表明,舵球可以有效地提高螺旋桨的效率,在舵球直径与螺旋桨直径之比为0.292时,其节能效果最好,达7.66％.     

37500方LEG运输船螺旋桨毂帽鳍设计研究

毂帽鳍是一种通过回收螺旋桨毂涡旋转能量来达到节能效果的船舶桨后节能装置。本文针对我公司承建的37500方LEG运输船,运用CFD软件对粘性流场中毂帽鳍的敞水性能进行了计算研究,着重考察了毂帽鳍的根部螺距角、错位角、直径比及纵向位置等因素对效率的影响,通过多方案优选设计了适用于该船的毂帽鳍方案,并对该方案进行了模型试验验证。结果表明：在螺旋桨工作点时,螺旋桨效率提高了1.26%。考虑到模型试验的尺度效应,在实船应用时其节能效果将更加显著。     

Experimental study on hydrodynamics of L-type podded propulsor in straight-ahead motion and off-design conditions

Experimental tests were conducted to evaluate the hydrodynamic performance of an L-type podded propulsor in straight-ahead motion and off-design conditions using an open-water measuring instrument developed by the authors for podded propulsors, a ship model towing tank, and under water particle image velocimetry (PIV) measurement systems. Under the three types of conditions, the main parameters of an L-type podded propulsor were measured, including the propeller thrust and torque, as well as the thrust, side force, and moment of the whole pod unit. In addition, the flow field on the section between the propeller and the strut was analyzed. Experimental results demonstrate that the dynamic azimuthing rate and direction and the turning direction affect the forces on the propeller and the whole pod unit. Forces are asymmetrically distributed between the left and right azimuthing directions because of the effect of propeller rotation. The findings of this study provide a foundation for further research on L-type podded propulsors.     

L型吊舱式推进器直线运动和非设计工况下水动力性能的试验研究（英文）

Experimental tests were conducted to evaluate the hydrodynamic performance of an L-type podded propulsor in straight-ahead motion and off-design conditions using an open-water measuring instrument developed by the authors for podded propulsors, a ship model towing tank, and under water particle image velocimetry(PIV) measurement systems. Under the three types of conditions, the main parameters of an L-type podded propulsor were measured, including the propeller thrust and torque, as well as the thrust, side force, and moment of the whole pod unit. In addition, the flow field on the section between the propeller and the strut was analyzed. Experimental results demonstrate that the dynamic azimuthing rate and direction and the turning direction affect the forces on the propeller and the whole pod unit. Forces are asymmetrically distributed between the left and right azimuthing directions because of the effect of propeller rotation. The findings of this study provide a foundation for further research on L-type podded propulsors.     

7100 TEU 超大型集装箱船开发

介绍了沪东中华造船集团公司开发的7 100 TEU超大型集装箱船线型优化试验研究结果,研究内容包括主尺度论证选定,线型优化设计,试验结果分析,设计桨航速预报,以及附加节能装置舵球的设计试验等.     

基于分离涡模拟的对转舵桨水动力性能数值分析

基于OpenFOAM 软件平台,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)模型,结合滑移网格方法,对一组对转桨和对转舵桨的水动力性能进行数值预报,并利用快速傅里叶变换(FFT)对推力系数进行频谱分析。对转桨数值计算结果与模型试验结果比较,推力、扭矩系数以及推进器效率的误差分别在3%、2%和5%左右,验证了该数值方法的可行性。对转舵桨数值计算结果提示:压差阻力是吊舱和立柱阻力的主要成分,在立柱的前端存在回流,对立柱的优化设计可以从这两方面入手;立柱和吊舱的存在能够减小轴承力导致的振动。     

渔船螺旋桨设计软件系统

根据图谱法设计螺旋桨的方法原理,结合实践经验,开发了渔船螺旋桨设计软件系统.文章简单介绍了该软件系统开发过程和方法,并应用于两艘实际渔船.设计参数和渔船实际参数的比较显示,该系统能迅速、有效地完成渔船螺旋桨的设计,改善渔船螺旋桨设计以及渔船动力装置配备.     

船舶推进节能技术研究与进展

随着船舶燃油价格的上涨,船舶节能技术得到了广泛的关注,本文旨在介绍国内外船舶推进与节能方面的研究与进展。其中包括优秀船型的研究、开发附加流体水动力节能装置、新型高效推进器以及一些特殊船舶节能技术的研究。重点介绍了非对称尾船型、双尾鳍船型、可调距螺旋桨、对转螺旋桨、桨后自由旋转助推叶轮、舵附推力鳍以及一些特殊船舶推进节能装置的研究与应用等。