53000t散货船节能优化的改造技术研究

为有效提升53000 t散货船的能效水平,降低运营碳强度,通过建立对船+桨前节能装置+高效桨+舵整体系统相互干扰的流场、阻力和自航性能预报的CFD技术体系,对原船螺旋桨进行优化设计,并开发出与新设计桨相互匹配的前置伴流导轮和消涡鳍2个附体节能装置,分别起到改善螺旋桨进流及消除螺旋桨尾部毂涡的作用.船模试验表明:通过本次...     

节能增效和抑制联体涡空泡的整流导管应用研究

文章以整流导管为研究对象,借助水池模型试验,结合数值计算方法,分析整流导管抑制联体涡空泡和节能增效特性。研究结果表明,整流导管能降低桨盘面峰值带的伴流梯度,均匀伴流场,抑制联体涡空泡,大幅度地降低脉动压力值;另一方面,整流导管还能产生推力,降低推力减额分数,提高船身效率,起到节能增效作用。     

9万吨级散货船消涡鳍设计与节能效果验证

消涡鳍(hub vortex absorbed fins,HVAF)是一种船舶推进器水动力节能装置,用来回收螺旋桨毂涡能量。它由一组安装在螺旋桨导流帽上的小叶片组成,叶片数与桨叶数相同。论文以一艘9万吨级散货船为研究对象,开展了消涡鳍设计、CFD节能效果评估、模型试验验证和实船营运节能效果分析。CFD评估表明,加装消涡鳍后,螺旋桨的效率提高2.2%。模型试验显示,加装消涡鳍后螺旋桨的效率可提高2.7%。由实船运营数据分析可知,与未安装消涡鳍的一艘姊妹船相比,加装消涡鳍可节能4%以上。     

伴流补偿导管,舵球与节能研究

本文着重介绍了作者近几年来在水动力附加节能装置方面的研究成果，特别对伴流补偿导管及舵球的节能技术和机理作了进一步的探讨，提出伴流补偿导管的纵向安装位置有时是能否取得节能效果的关键参数、指出了舵球节能效果最佳垂出安装位置并不一定在桨轴中心线上的观点，这对进一步开展水动力附加节能装置的研究有一定的参考意义。     

64000 t散货船组合节能装置节能效果分析

简要介绍国内外相关船舶节能的研究与进展,分析加装前置导轮和消涡鳍组合节能装置后船舶节能原理及效果,通过64 000t散货船模型试验和实船试航数据,对比分析未加装节能装置的同系列船舶,结果显示加装节能装置后压载工况下的船舶节能效果为4%~6%。     

船舶水动力节能装置应用研究

随着国际社会对船舶节能减排的要求不断提高,船舶节能技术进入快速发展时期,新造船舶的能效水平大大提高,并使得在营运船舶在航运市场的竞争力被不断削弱.提高在营运船舶能效水平并降低其营运成本成为广大在营运船舶面对激烈市场竞争时的必由之路.水动力节能装置因其所具有的节能效果良好、结构简单、改造成本低等优点,成为在营运船舶节能改造时的主要选择之一.本文以某万吨级散货船为对象,根据实船性能特点开展水动力节能方案设计及实船应用,采用前置预旋导轮、高效螺旋桨及桨毂消涡鳍的综合水动力节能装置方案.经实船营运数据统计分析表明,针对该船设计开发的综合水动力节能方案的节能效果达到15％左右,具有良好的实船应用效果与示范效应.     

基于CFD技术的整流鳍节能效果数值预报

针对节能装置节能效果的预报仍然依赖模型试验,数值预报方法对节能效果的预报存在较多困难的问题,提出了一种基于CFD技术的整流鳍节能效果的数值预报方法。首先,研究了整体求解船-桨-舵相互干扰的水动力性能数值计算方法,计算结果与试验值的比较显示,该数值计算方法具有较好的计算精度。然后,采用上述方法预报了船-桨-舵-整流鳍相互干扰的水动力性能,通过比较有整流鳍和无整流鳍两种情况下,螺旋桨吸收单位转矩所发出的推力,分析了整流鳍的节能效果,得到了节能效果较优的整流鳍,其综合节能效果可达2.78%,从而为船舶节能装置的节能效果预报提供了一种适用的理论研究方法。     

双艉鳍节能船型研究与试验

本文介绍了双艉鳍线型在两型登陆运输船设计中的应用研究成果。模型试验结果表明，对于具有较大船宽与吃水比的船型，采用纵流消波与双艉鳍组合式线型，可有效地提高船身效率、减小阻力、改善伴流分布，从而达到较好的节能效果。     

一种新型的船舶节能装置——桨前扇形整流鳍

七０八所开发的桨前扇形整流鳍（ＦＰＨＦＳ）是一种新型船舶水动力节能装置，由２至３片呈扇形分布的鳍翼组成，安装于桨前适当位置，改善螺旋桨的进流，提高推进效率。本文介绍长江１９４２ｋｗ双桨内河推船两型船采用本装置的模型试验和实船试航对比结果，实船试航结果证实模型试验预报的节能效果。加装本节能装置后Ｉ型船（带减速齿轮箱）推１３０００ｄｗｔ驳船航速１４ｋｍ／ｈ和１２ｋｍ／ｈ时节能效果分别为３．４％和６．４     

肥大型船整流附体的性能研究

肥大型船从船舯到船艉,船体的横剖面形状及其面积变化剧烈,从而导致在桨盘面处产生"钩"状或"兔耳"状的舭涡,通过加装整流附体的方式来改善桨盘面处的伴流分布,对于螺旋桨的减震降噪、螺旋桨推进效率的提高是一种有效的措施。基于CFD技术,在准确预报了某肥大型船伴流场的基础上,参考流经桨盘面的三维流线绕船体分布的特点,分别设计了螺旋桨前置导管、补偿导管和整流鳍,预报并分析了各附体对船体尾流场的影响,分析了整流附体的工作机理,比较了工作于各附体伴流场中螺旋桨的效率。计算结果显示,加装整流附体后,桨盘面处的舭涡消失了,并且三种附体对螺旋桨的效率都有显著的提升。     

Mewis Duct节能装置在VLCC船上的试验及实船验证

通过分析补偿导管稳流、导流鳍降低旋流、Mewis Duct节能组合装置引流等节能原理改善螺旋桨工作环境,设计VLCC船模并进行采用Mewis Duct节能装置HSVA水池模型试验。通过试验数据分析和实船使用验证,结果表明:采用组合节能装置后可使主机节省功率8.1%,实现降本增效。     

某油船漩涡发生器的伴流场和激振力数值分析

某型苏伊士油船尾部流动分离明显,舭涡较强,桨盘面伴流均匀性较差.通过对该船尾部流场进行数值分析,开发、设计了漩涡发生器装置,以改善桨盘面伴流均匀性,降低船体尾部振动.对安装该装置前后的该油船的伴流、激振力性能进行对比计算,分析该装置的流场适配性,并进一步对船体尾部激振力数据进行傅立叶分析,验证该装置的减振效果.     

中船重工节能公司改造方案助船舶节能7%

正日前,由中船重工(上海)节能技术发展有限公司为南京远洋运输有限公司进行节能改造的第十二艘5.7万吨散货船"海澜之光"号在舟山册子岛顺利出坞。至此,中船重工节能公司为南京远洋5.7万吨散货船开展的节能改造项目圆满完成。该船节能改造的最大亮点在于中船重工节能公司针对该型船成功开发了一套完整的水动力节能方案。该方案涵盖前置预旋导轮(PSV)和消涡鳍(HVAF),同时加装这两种节能装置可节     

船用桨后固定组合叶轮节能效果研究

船用桨后固定组合叶轮是一种新型螺旋桨节能装置。为了解其节能机理并验证节能效果,基于计算流体力学(CFD)方法对该问题进行研究。首先选用B4-65螺旋桨进行敞水数值模拟,验证计算模型和方法的正确性;然后重点对螺旋桨在加装桨后固定组合叶轮后的水动力性能进行模拟。结果表明:桨后固定组合叶轮能够较好地削弱螺旋桨后方的梢涡与毂涡,回收尾流能量。而且该节能装置能与螺旋桨产生有利干扰,增加桨叶上的推力。在低进速区(J0.4)时,该节能装置能达到2%以上的节能效果。     

螺旋桨毂帽鳍节能性能的数值模拟

毂帽鳍作为一种新型的船用节能装置,合理地安排其在桨后的位置,能明显提升螺旋桨的推进效率,因此,有必要对毂帽鳍的节能效果进行研究.采用计算流体动力学方法,对毂帽鳍的敞水性能进行模拟.通过改变鳍叶在桨后的各个参数,分析其尾流的变化,以及各重要剖面处的压力分布等情况.模拟结果表明：鳍叶的不同安装角位置对桨的效率变化有明显的影响,而轴向位置的改变则对其效率的提高影响不大.通过观察尾流分布及压力分布图,可以直观地看出鳍叶的主要功效是产生与螺旋桨转向相同的扭矩,同时使尾流速度降低从而削弱乃至消除毂涡.     

船体影响下舵附推力鳍的节能效果研究

通过CFD方法实现船舶自航试验模拟,计算在船体影响下舵附推力鳍可带来2.3%左右的节能效果,分析指出舵附推力鳍通过吸收螺旋桨尾流能量,增加螺旋桨推力,改善船尾伴流,降低船身阻力的节能原理。计算敞水状态下桨/舵/舵附推力鳍系统的推进性能,并与船体影响下的推进性能进行比较,指出敞水状态下舵附推力鳍的工作状态与在船体影响下有着较大不同,为设计人员提供基础参考。     

船体影响下舵附推力鳍的节能效果研究

通过 CFD方法实现船舶自航试验模拟,计算在船体影响下舵附推力鳍可带来2.3%左右的节能效果,分析指出舵附推力鳍通过吸收螺旋桨尾流能量,增加螺旋桨推力,改善船尾伴流,降低船身阻力的节能原理。计算敞水状态下桨/舵/舵附推力鳍系统的推进性能,并与船体影响下的推进性能进行比较,指出敞水状态下舵附推力鳍的工作状态与在船体影响下有着较大不同,为设计人员提供基础参考。     

螺旋桨毂帽鳍节能装置的数值评估与试验研究

对螺旋桨毂帽鳍装置的节能效果采用粘流CFD数值模拟与模型试验的方法进行了评估.利用CFD数值工具对毂帽鳍的节能机理、螺旋桨与毂帽鳍的相互作用,以及雷诺数对节能效果评估的影响进行了详细研究.研究表明,在将桨毂、毂帽鳍和桨叶看作一个系统来考虑时,才能定量评估出节能效果.毂帽鳍对整个系统总推力影响很小,对总扭矩显著减小,从而效率增加.实型尺度雷诺数下毂帽鳍计算得到的节能效果更高,这间接证实了毂帽鳍实船节能效果可能比模型试验节能效果更显著.     

消涡整流片对潜艇马蹄涡的控制及其与辅翼效果的比较

潜艇桨盘面伴流是潜艇螺旋桨的进流,其周向均匀性与螺旋桨的振动与噪声直接相关。文章在阐明潜艇主附体结合部马蹄涡对潜艇伴流影响和消涡整流片的作用原理的基础上,针对SUBOFF模型的几何特点,设计了一套消涡整流片,运用分离涡方法计算了消涡整流片对桨盘面速度分量周向不均匀性的抑制作用,并与辅翼的整流作用进行了比较,结果表明,消涡整流片效果相对较好,可使周向不均匀性下降50%～80%,且整流片的整流效果具有较好的稳定性。     

毂帽鳍的节能机理分析

应用计算流体力学方法(CFD),结合RNG湍流模型和动参考系计算模型(MRF),对普通桨和桨+毂帽鳍的敞水水动力性能进行计算,通过对毂帽鳍及螺旋桨叶片的受力情况进行研究,结合普通桨和桨+毂帽鳍2种情况的桨后尾流场分析,结果表明,桨后毂帽鳍上产生的推力和扭矩有限,桨+毂帽鳍的节能机理主要是利用毂帽鳍削弱了毂涡,改善了桨后流场周向速度,提高了前桨的推力,从而提高了效率。