无轴轮缘侧推器水动力特性及影响因素分析

为了揭示船舶无轴轮缘侧推器的水动力性能,分析侧推器结构参数的影响规律,采用计算流体力学的方法对无轴侧推器进行数值计算,研究船首位置的无轴侧推器水动力性能、周围流场的分布规律及其水动力性能变化的影响参数,获得不同螺距比、盘面比及毂径比对无轴侧推器水动力特性的影响规律。结果表明：随着流速增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数均增大;螺距比在0.7～1.2范围内,螺距比增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数同时增大,推力系数比扭矩系数变化速率快;盘面比在0.3～0.9范围内,盘面比增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数有所增加,但增加幅度较小,推力系数增长幅度在5%左右,扭矩系数变化幅度小于2.5%,毂径比对无轴侧推器水动力性能影响较弱。     

薄膜扭矩传感器栅丝结构尺寸对性能的影响

对一种薄膜扭矩传感器的栅丝进行建模,从栅丝的宽度、长宽比和间距3方面对栅丝的几何尺寸进行了性能影响仿真分析。栅丝宽度、长宽比和间距影响到栅丝对基体应变的传递性能,通过建立等应变梁模型,选择合理的宽度、长宽比和间距参数,使得应变传递误差小于1%。据此分析数据设计制作了薄膜扭矩传感器,并测试了该薄膜扭矩传感器的环境适应性等性能。     

预应力钢-混凝土组合梁抗扭极限分析

本文根据软化桁架模型理论,通过力及力矩的平衡、变形协调和材料本构关系,得出在扭矩作用下预应力组合梁的受扭强度、扭率、应力、应变、扭转角等一系列方程,最后推导出在扭矩作用下开、闭口截面预应力钢-混凝土组合梁的抗扭极限强度计算公式.     

应变式扭矩传感器的设计技术

文章介绍了扭矩传感器的重要性、常用设计方式和应变式扭矩传感器的优点,并详细介绍了应变式扭矩传感器的理论依据和力学数学模型,分析了作为扭矩传感器的核心元件-弹性体的材料选择要素.     

法兰式扭矩传感器元件结构的参数影响仿真

针对20k N·m法兰式扭矩传感器，应用ANSYS仿真软件对3J58、40Cr、17-4PH、65Mn材料的弹性元件进行静力学仿真研究。通过静力学仿真，研究不同材料条件下弹性元件结构尺寸对贴片区域应力和应变分布的影响。研究表明，在相同结构条件下，材料17-4PH弹性元件对扭矩有更高的灵敏度。通过对仿真结果进行分析，获得不同材料条件下满足设计要求的弹性元件结构尺寸范围，这对20 k N·m扭矩传感器设计的选材和结构尺寸确定具有指导意义。     

温度对扭矩传感器弹性体17-4PH特性的试验

弹性体是扭矩传感器的核心部件，其性能直接影响扭矩传感器的准确性。文章分析了扭矩传感器数学模型，构建了温度作用下材料弹性模量理论模型，并针对弹性体材料17-4PH进行温度性能试验和变温环境下的扭矩校准试验。试验结果表明，弹性体材料17-4PH的弹性体与温度的变化成非线性关系，温度越高弹性模量下降的速度越快，构建的考虑温度影响的弹性模量模型的变化规律与传感器输出值变化一致，这为扭矩传感器的精密设计提供了可靠的依据。     

侧推装置推力减额研究

回顾了推进器水动力干扰的研究概况,开展了单侧推装置在不同流速、流向下的推力减额的试验研究和CFD计算,分析了多侧推装置下推力减额的变化规律和侧推装置间距对推力减额的影响。研究成果可为侧推装置的布置以及改进侧推器槽道进出口形式提供参考。     

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。     

侧推器的初步设计

本文介绍了侧推孔低阻孔口的设计，阐述了侧推器的水外部特性、射流与船体的相互作用，分析了零航速时侧推器推力、功率与船体回转角速度的关系；对航速侧推力下降的现象作了分析并推荐两种方法改善上述现象。     

导管螺旋桨水动力学性能的影响因素

为了获取导管螺旋桨水动力性能的主要影响因素，指导导管螺旋桨的优化设计，采用计算流体力学CFD对Ka4-7010+19A导管螺旋桨进行水动力性能研究，分析不同导管长度、导管攻角、螺旋桨纵倾角及多导管组对其水动力特性的影响。结果表明：减少导管长度将使推力系数及扭矩系数同时增大，而敞水效率下降；适当增加导管长度可以略微提高其敞水性能；减小导管攻角在一定进速范围内使推力系数和扭矩系数同时大幅度增加，增加导管攻角将导致推力系数和扭矩系数同时下降；当螺旋桨纵倾角保持在10°以内时，不会对敞水性能产生太大影响。对于多导管螺旋桨而言，前置、后置及不同附属导管直径大小都对敞水性能有很大影响，其中后置大导管组螺旋桨能明显降低螺旋桨扭矩系数，并且能在低进速范围内提升敞水效率。研究成果可支撑导管螺旋桨的优化设计。     

导管螺旋桨水动力特性仿真分析

为探究导管对螺旋桨水动力特性的影响机理,该文基于RANS方法选用SST k-ω湍流模型,对有无导管、导管与螺旋桨是否共轴转动、不同截面形状导管的设计方案进行数值计算,对比分析了不同设计方案下流场结构特征、螺旋桨水动力特性的差异。计算结果表明：导管的存在能够降低螺旋桨净推力而增大总推力,且能够降低扭矩;导管随螺旋桨共同转动,会使扭矩大幅增加;导管的截面形状对螺旋桨水动力特性的影响主要集中在截面厚度和尾缘收缩率上,厚度变化导致前缘段线形变化,对净推力影响较大;尾缘收缩率会导致尾缘段线形变化,对推力影响较小,反而会使扭矩增大。基于以上结果,初步明确了导管对螺旋桨水动力特性的影响规律,为后续导管推进器的设计提供了支撑。     

两用斜流式喷水推进系统研究

开发了一种摩托艇推进和水上飞行两用斜流式喷水推进系统,并对其进行了研究.首先建立了喷水推进器的推力与水力特性流量、扬程、比转速以及射流比之间的联系并由此确定了水力性能参数.然后设计了3个具有不同射流比的喷水推进器并应用数值计算对得到的外特性以及推力特性进行比较分析,研究发现根据所确定的计算方法得到的喷水推进器在接近最优效率点工作,推力满足喷水推进的要求,推功比也接近最大推功比.最后以设计得到的喷水推进器为动力源、以应用能量最小为优化目标对水上飞行喷射装备进行设计分析,得到了水上飞行工况时喷水推进器的运行范围,进一步完善了喷水推进器的设计理论和分析方法.     

MTU柴油机推进轴系的联轴器匹配研究及扭振特性预报

[目的]为明确中、高速柴油机与多弹性联轴器匹配的扭振计算方法及推进轴系扭振特性,[方法]以某船MTU柴油机推进轴系为研究对象,分析与之匹配的多弹性联轴器选型方法,建立MTU柴油机推进轴系的扭振计算模型,分析MTU柴油机的激励特性和推进轴系扭振特性,开展MTU柴油机与多弹性联轴器匹配系列轴系的扭振特性预报,并提出基于实测振幅和解析法的阻尼修正推算方法,用以修正轴系扭振特性的预报结果。[结果]研究结果表明:实测共振频率与计算频率吻合;经修正,共振转速处的曲轴应力降低了16%,弹性联轴器的振动扭矩降低了15%,验证了扭振计算方法的正确性。[结论]所得结论可为后续同型舰船的轴系扭振分析提供工程参考。     

Lobew扭矩传感器的动态特性研究

该文从不同的动态特性参数入手,较详细地分析了不同参数对Lobew扭矩传感器动态特性的影响和作用,为今后对其它扭矩传感器的动态特性研究提供了一定的参考价值。     

轴隧式侧推器推力计算及总布置的初步探讨

基于已造集装箱船的轴隧式侧推器,首先介绍了轴隧式侧推器的船型应用范围,影响轴隧式侧推推力选择的重要参数,推力计算模型公式和轴隧式侧推器设计推力简易估算公式,其次对不同侧推器的设计形式、评价及性能进行了比较,并分析了侧推器的总体布置及注意事项,最后对侧推推力计算模型公式的继续发展提出了展望。     

船舶螺旋桨水动力性能数值分析

为获取船舶螺旋桨的水动力性能，采用多参考系模型（Multi-moving Reference Frame，MRF）法，运用重正化群（Renormalization Group，RNG）k-ε湍流模型计算定常条件下的螺旋桨水动力性能，研究不同进速比与不同盘面比条件下的螺旋桨水动力性能，分析不同进速条件下的螺旋桨推力与扭矩等水动力参数变化特性。结果表明：随着进速比的增大，螺旋桨的推力与扭矩呈现下降趋势；在盘面比由0.45增大至0.55时，螺旋桨的推力与扭矩随着盘面比的增大而增大，但在盘面比由0.55增大至0.60时，螺旋桨的推力与扭矩减小。因此，在设计螺旋桨的过程中，需要考虑盘面比对螺旋桨水动力性能的影响。     

某新型船舶扭矩传感器试验分析

对一种船舶用新型薄膜扭矩传感器的环境适应性进行试验研究,按船舶环境条件对该传感器进行温湿度、盐雾和霉菌试验,采用该新型扭矩传感器对船舶工况进行振动和疲劳试验,并将经过试验的薄膜扭矩传感器在扭矩标准机上进行静态校准,验证该新型薄膜扭矩传感器能够满足船舶环境条件下长期稳定工作的要求,验证了薄膜优良的抗温湿度、防腐性能,是薄膜技术在船舶扭矩传感器领域的创新运用。     

带有推力鳍的吊舱推进器水动力性能研究

本文使用FLUENT软件对拖式吊舱推进器的水动力性能进行分析。由于涉及到螺旋桨、桨毂和舱体、支架的相互干扰问题,本文采用多参考系模型来进行相互干扰平均效果的计算。本文计算不同进速系数下普通吊舱推进器的推力系数、扭矩系数,与实验数据进行对比,并绘制敞水性能曲线。同时提出了几种带有推力鳍的吊舱推进器,对其进行了水动力性能计算,并与普通吊舱推进器的水动力性能进行比较,本文最后分析推力鳍对吊舱推进器水动力性能的影响。     

应变式扭矩传感器中应变片的粘贴技术

主要介绍了在扭矩传感器研究工作中的应变测试技术,包括弹性体结构应力的计算分析、应变片的选择、粘贴工艺及建立数学模型等方面。     

船舶艏侧推器推力减缩试验与数值计算研究

论文以艏侧推桨为研究对象,用研制的专用动力仪在循环水槽中对艏侧推器螺旋桨进行了敞水试验和带船模艏侧推器的水动力性能试验。采用有限体积法,通过求解非定常RANS方程对艏侧推器螺旋桨敞水以及艏侧推器槽道流场进行了数值模拟,得到了螺旋桨的敞水性征曲线和船舶不同迎流角下艏侧推器的推力系数。将艏侧推器螺旋桨敞水性征曲线以及艏侧推器推力系数结果与试验结果对比,对比结果表明数值模拟能够较好地计算艏侧推器的水动力性能。由于康达效应和桨之间干扰的存在,艏侧推器存在推力减缩,某些流向角下艏侧推器的推力减缩幅度超过20%;此外,数值模拟也给出了康达效应的流场细节。论文结论可作为艏侧推器设计的重要参考基础,对指导工程实践具有重要参考价值。