船用螺旋桨先进制造技术研究进展

论述船用螺旋桨分类与制造材料,并对国内外螺旋桨加工主要装备进行分类阐述。通过对国内外螺旋桨研究成果的回顾、总结和归纳,分别从船用螺旋桨铸造技术、螺旋桨焊接技术、螺旋桨数控加工技术以及数字化检测技术等方面,国内外螺旋桨关键制造技术的发展现状进行阐述。总结船用螺旋桨制造技术的特征,指出螺旋桨未来研究的趋势。     

预报螺旋桨噪声的方法

螺旋桨是舰船主要的噪声源,螺旋桨噪声的预报对评价螺旋桨声学性能及螺旋桨声学设计有非常重要的意义。本文分别对螺旋桨空泡噪声、螺旋桨无空泡高频噪声、螺旋桨无空泡低频离散谱噪声、螺旋桨无空泡低频连续谱噪声等四类噪声的预报方法进行了介绍,并对今后螺旋桨噪声预报方法研究提出了建议和展望。     

冰对螺旋桨水动力性能影响的试验研究

为了探究螺旋桨-冰相互作用过程中螺旋桨水动力性能的变化,研究了非冻结模型冰在轴向运动时螺旋桨推力和扭矩随螺旋桨-冰之间距离以及螺旋桨不同进速系数的变化规律,以及非冻结模型冰在横向和垂向运动时螺旋桨推力和扭矩的变化规律。试验结果表明,螺旋桨在阻塞状态下推力和扭矩的值与敞水实验值相比显著增加;螺旋桨推力和扭矩随螺旋桨-冰之间距离的减小,先逐渐增加后增加值不稳定;非冻结模型冰在横向运动时螺旋桨推力不变,扭矩表现为在横向右端时最大;非冻结模型冰沿垂向运动时越往下运动螺旋桨推力和扭矩越大;区分了非冻结模型冰极端尾涡和螺旋桨-冰之间距离对螺旋桨水动力性能的影响。文中的试验设计和相关结论对于螺旋桨-冰相互作用的进一步研究有着一定的指导意义。     

极地破冰船螺旋桨设计探讨

螺旋桨是船舶的核心部件，破冰船螺旋桨性能的优劣直接关系到全船的快速性能、破冰性能、振动噪声性能和安全航行性能，故冰级螺旋桨设计是破冰船设计过程中的关键环节，需要确保螺旋桨性能满足设计指标要求。冰级螺旋桨运行于冰水环境，螺旋桨设计时需要考虑冰块对螺旋桨的影响，而国内在冰级螺旋桨设计方面缺少经验。该文在对冰级螺旋桨特点分析基础上，建立了冰级螺旋桨设计流程（IPDP）,以一型PC2级重型破冰船螺旋桨设计为例，给出了设计结果和模型试验的验证结果。研究表明：冰级螺旋桨负荷重、工况多，其设计流程不同于常规螺旋桨，需要特别关注螺旋桨主参数与船型参数的迭代设计，既要验证敞水域航行的快速性能和振动性能，又要验证冰区航行的快速性能和螺旋桨强度性能等；对高冰级螺旋桨，需要设计成桨叶可拆式定距桨型式，方便单片桨叶的维修更换。     

螺旋桨自动化几何建模和网格划分技术

为了快速实现船用螺旋桨有限元建模,为极限强度分析和疲劳校核做准备,针对船用螺旋桨的结构特点,利用MSC.Patran前后处理器的二次开发技术,开发了1套螺旋桨自动化建模软件,定义了螺旋桨建模的型值表标准格式,实现了螺旋桨几何建模和网格划分的自动化.对某冰区加强螺旋桨进行了建模和计算,结果表明,系统建立的螺旋桨模型能保持良好的光顺效果和网格质量,满足计算要求.本文提出了基于MSC.Patran的螺旋桨自动建模方法,避免了传统手工建模中复杂和重复的工作,大幅提高了螺旋桨设计分析效率,具有重要的参考价值.     

端板式船用螺旋桨

荷兰格罗宁根螺旋桨技术公司推出带翼船用螺旋桨——端板式螺旋桨。 端板式螺旋桨与普通船用螺旋桨相比,像桨叶划水。端板可以保证螺旋桨桨叶端产生的涡流呈最佳分布,减小水冲力产生的损失。端板还能减少气蚀影响和引起螺旋桨腐蚀的气泡形成,端板还可减少对桨叶顶端的气蚀。     

基于UG的系列船用螺旋桨三维建模和数控编程技术研究

螺旋桨是一类复杂的自由曲面零件,根据螺旋桨的主要设计数据和叶切面的投影原理,以VC++和UG的二次开发工具UG/Open Grip为工具开发了船用螺旋桨的参数化建模系统。在此基础上,针对螺旋桨数控编程工作目前存在的问题,将知识工程技术引入螺旋桨的数控编程中,构建了螺旋桨的广义知识库和加工知识模板。运用知识推理进行螺旋桨的加工工艺决策;并且在UG的平台上,通过二次开发技术完成了船用螺旋桨的自动数控编程系统的开发,实现了船用螺旋桨CAD/CAM系统的集成化、自动化和智能化。     

船用螺旋桨噪声研究进展

船用螺旋桨位于船舶最末端,既是驱使船舶前进的一个重要部件,又是船舶航行中引起噪声问题的一个主要因素。文章概述了螺旋桨空泡噪声、螺旋桨无空泡噪声和螺旋桨鸣音产生的原理,详细介绍目前国内外对这3种螺旋桨噪声的研究现状,分析并归纳研究螺旋桨噪声采用的方法,指出未来研究船用螺旋桨噪声的方向。     

基于Matlab的船舶螺旋桨推力与转矩仿真计算

螺旋桨作为船舶动力系统的主要构成,其工作状态直接影响着船舶的航行。船舶螺旋桨的推力和转矩计算是螺旋桨性能研究的重点,也是螺旋桨设计与优化的研究基础。本文基于螺旋桨的相关理论,建立推力以及扭矩的计算模型,并使用Matlab进行螺旋桨的推力以及转矩仿真计算。结果表明,本文基于Matlab的船舶螺旋桨推力与转矩仿真计算能够满足螺旋桨性能计算要求。     

一种新型潜艇前置导叶螺旋桨的开发和试验研究

潜艇前置导叶螺旋桨是CSSRC为提高潜艇快速性和降低螺旋桨噪声而开发的一种新装置。它由螺旋桨和安装在尾附体与螺旋桨之间一适当位置上的导叶组成。利用尾附体、主艇体和导叶间的相互作用来调节螺旋桨的来流，使螺旋桨的能量损失、不定常力和辐射噪声减小。本研究表明，这种新装置可以提高潜艇最大航速0.3～0.5节，降低螺旋桨辐射噪声2～4分贝。     

Kappel螺旋桨变参数水动力性能研究

Kappel螺旋桨由于其性能优异,在市场上表现出了强劲的竞争力。但关于这种螺旋桨参数对其水动力性能影响的分析文章极少,本文利用CFD软件分别对普通螺旋桨和Kappel螺旋桨进行了水动力性能计算,结果表明叶梢有载的Kappel螺旋桨可提高螺旋桨效率约4%;系统地探讨了纵倾、侧斜、弦长等参数对螺旋桨水动力性能、压力分布的影响,为推广这种高效能螺旋桨提供了设计参考。     

面向CFD的螺旋桨逆向三维曲面建模方法

针对螺旋桨三维外形的曲面特征,结合螺旋桨二维图绘制方法和CATIA中曲面逆向设计方法,根据螺旋桨二维投影轮廓图,逆向投影进行螺旋桨三维建模,生成面向CFD的三维模型,进行水动力数值分析,实现螺旋桨的优化设计。     

基于VB.NET实现螺旋桨水动力特性参数化分析

螺旋桨性能直接决定船舶航行能力的优劣,因此对于船舶螺旋桨性能预报的研究显得非常重要。为了减少螺旋桨性能预报过程中繁琐步骤,提高分析效率,基于VB. NET和ANSYS工程软件,开发螺旋桨参数化性能分析软件,避免重复进行建模、网格划分等操作。文章提供不同类型及不同工况下的螺旋桨范例,能满足常规要求下的各类螺旋桨性能预报分析。经过实例验证,根据螺旋桨几何特征,选取待分析螺旋桨的相似模型计算范例,在范例的基础上,修改螺旋桨相应的参数,可获得螺旋桨性能预报满意值,能明显缩短分析时间,减少用户工作量,为相似类型螺旋桨性能预报分析提供了新的思路。     

螺旋桨转速与直径对船机桨匹配的影响研究

为了研究螺旋桨转速和直径对船机桨匹配的影响,以某149.8 m近海散货船为研究对象,采用NAVCAD软件进行螺旋桨匹配设计。针对设计过程中存在的实际问题,分析了低转速大直径和高转速小直径螺旋桨对螺旋桨推进效率及船舶的动力性和经济性的影响。结果表明：在柴油机额定转速时,低转速大直径螺旋桨比高转速小直径螺旋桨的敞水效率高,船舶动力性和经济性更好。     

螺旋桨-冰接触工况下载荷试验研究

船舶在冰区航行时,经常会发生碎冰在艏部下沉,并沿着船体滑入螺旋桨前的流场中,导致高速旋转的螺旋桨与冰发生切削作用,使得螺旋桨桨叶发生严重变形和损坏。为了进一步分析和研究螺旋桨-冰切削过程中的各种载荷,文中首先在拖曳水池中搭建了螺旋桨-冰切削试验平台,详细叙述了测量设备和模型冰推送装置。然后,通过重复性分析以及与其他学者的研究进行对比分析,验证了试验平台的可行性和可靠性。最后,对螺旋桨-冰在空气中以及在水中切削时受到的载荷情况进行了详细的分析。试验结果表明:螺旋桨-冰切削试验平台的搭建具有可行性,能够较好地测量螺旋桨-冰的切削载荷;模型冰移动的速度越快,螺旋桨受到的挤压载荷越大;螺旋桨-冰切削过程中接触载荷的详细描述对冰级螺旋桨的结构设计具有重要的工程意义和应用价值。     

缩短螺旋桨制造周期的设备及工艺

分析螺旋桨制造过程中每个工序所用的时间,找出螺旋桨制造周期过长的症结所在,通过改进生产设备和工艺,制定缩短螺旋桨的制造周期的工艺方法,分别从改进批铲设备和减少螺旋桨批铲面余量着手,成功地将螺旋桨的制造周期由25天缩短为17天。     

螺旋桨/船体粘性流场的整体数值求解

螺旋桨和船体是相互作用的,孤立地对螺旋桨或船体流场进行数值模拟均无法有效地对它们的相互影响进行研究.本文采用周向平均的混合面处理方法,实现了螺旋桨/船体流场的整体计算,计算结果和试验数据进行了比较,表明该方法能很好地模拟螺旋桨和船体之间的相互影响,从而揭示了真实螺旋桨和船体之间相互干扰的内在规律.本文研究结果为研究螺旋桨和船体相互影响提供了更加精确和实用的研究手段.     

超浅吃水多工况船舶推进方式探讨

通过对多工况拖船采用不同推进方式的性能比较表明导管螺旋桨优于普通螺旋桨,可调螺距螺旋桨优于导管螺旋桨,二档变转速的导管螺旋桨与可调螺距螺旋桨的推进效果相当,建议在多工况船的螺旋桨设计中采用二档突转速推进方式。     

CFD方法预报螺旋桨敞水性能及CFD方法不确定度分析

螺旋桨作为船舶最常用的推进装置,在船舶高速化发展中发挥着举足轻重的作用。随着船舶载荷的增加,螺旋桨的水动力性能和敞水特性引起了国内外研究人员的广泛关注。螺旋桨在正常运行时,会受到非均匀尾流场的振动和空泡效应,使螺旋桨受到的脉动压力剧增,产生大量噪声的同时对螺旋桨的结构和性能造成损害。本文针对螺旋桨的水动力性能,采用CFD数值模拟技术和Fluent软件,对螺旋桨的敞水特性、噪声特性和不确定度等因素进行了系统的分析,对船舶螺旋桨的结构和流体力学设计具有重要的研究价值。     

螺旋桨数控加工技术研究

结合国际国内螺旋桨加工技术的现状,在进行螺旋桨数控加工技术研究的基础上,阐述了实现螺旋桨数控加工技术的基本途径和条件,着重介绍了大侧斜固定螺旋桨数控加工方法和过程.