船舶最小推进功率导则应对研究

国际海事组织（IMO）海上环境保护委员会第76届会议（MEPC 76）以通函形式批准了“确定在不利海况下保持船舶操纵性的最小推进功率导则”（MEPC.1/Circ.850/Rev.3），中国提议的船舶低航速推力减额系数t和伴流分数w的默认取值（t=0.1,w=0.15）被正式采纳。论文梳理分析现有导则与临时导则的差异，总结中国在导则制定过程中开展的应对研究工作，对比分析主流船型对临时导则和现有导则要求的符合状况以及不同版本导则中风浪增阻预报方法的差异，评估推力减额和伴流分数取值对最小推进功率评估的影响，为船舶最小推进功率导则在国内履约实施提供指导。     

双艉船推进因子及其实船相关分析

双艉船型是目前应用于长江及内河各水系的快速性节能优秀船型。在实船航速预报、螺旋桨设计中需要较准确地估算其推进因子。本文对双艉船推进因子模型系列试验图谱进行了回归分析，给出了回归公式。并根据实船试航结果对用系列图谱计算的有效功率和推进因子进行了相关分析，表明用图谱计算结果来预估实船快速性是可靠的。     

三因次换算方法中相关补贴系数△CF计算方法的探讨

本文通过对20000～150000吨级的30余艘肥大型单桨运输船舶在我所拖曳水池做了与试航状态排水量与吃水相一致的船模对比试验的分析与比较，提出了一种适应于我所水池用三因次换算的相关补贴系数△CF(或称粗糙度补贴系数)的取值方法。通过计算表明，用该方法预报的实船功率与实船测量结果基本一致，且计算得到的推进因子可信度较好，功率相关因子CP为1左右，转速相关因子CN也接近1。本方法对于其它水池△CF的取值(也即Ks的取值)有参考价值。     

4250TEU箱集装箱船HSVA与A水池模型试验比较

本文研究了4250TEU箱集装箱船HSVA与国内A水池模型试验方法及试验报告，通过分析发现，HSVA预报的船舶阻力大于国内A水池预报的阻力，而HSVA预报的推进效率小于国内A水池预报的推进效率。     

电力推进系统及其提高舰艇生命力的潜力

阐述了典型机械和电力推进系统受到导弹攻击时生命力的初步比较结论。这些结论是根据计算机分析工具分析工具预报作出的。这一工具模拟了由爆炸气流和碎片引起的损伤效应，结果表明，电力推进能提供更强的生命力，条件是电力系统配置必须按照诸如破损后推进功率特定等级之类的特定目标进行优化。还讨论了应予以考虑的安装因素，包括其他舰船系统任务需求之间的权衡比较分析。     

喷水推进泵空化性能数值模拟与试验验证

为研究喷水推进泵空化性能,采用计算流体力学(CFD)方法对自行设计的喷水推进泵内部空化流场进行了数值计算与分析。用六面体结构化网格对喷水推进泵的进流管道、叶轮、导叶体和出流管道进行网格划分;通过求解由SST湍流模型封闭的RANS方程计算得到喷水推进泵内部流场,计算得到的扬程、功率和效率特性曲线与试验结果吻合较好。文中还对多个流量的空化性能进行了数值预报,计算结果与试验数据在趋势上具有一致性;小流量工况的临界净正吸头与试验值误差较小,而大流量工况的临界净正吸头与试验值误差较大。研究结果表明:采用CFD方法预报喷水推进泵内部空化流场和空化性能是可行的,可作为喷水推进泵优化设计的有效途径。     

单浆船的性能预报—伴流分数尺度效应修正的探讨

本文在“１９７８年ＩＴＴＣ单浆船性能预报方法“＾（１）的基础上，对其中计算实船伴流分数的公式进行了修正，即将实船伴流分数与船的粘性阻力系数间建立了ｎ次幂函数关系，然后通过一定数量的实船－船模相关分析回归求得待定指数ｎ为１．８。最后用修正后的伴流分数公式对一系列实船性能进行了预报，此结果弥补了按１９７８年ＩＴＴＣ单浆船性能预报方法预报的功率、转速偏低的缺陷。尤其对船舶处于纵倾状态下（５０％ＤＷＴ，２     

潜艇快速性模型试验分析及实艇预报新方法研究

本文在研究二向度实效伴流理论的基础上，建立了新的潜艇快速性模型试验分析方法，将该方法系统地应用于各类潜艇快速性模型试验分析，结果表明它适用于所有单轴潜艇快速性模型试验分析，特别是尾部有较强旋转流动的情形；本文还基于二向度方法，并引入摩擦形状因子的概念，提出了新的潜艇快速性预报方法，结果表明，新方法的最终预报结果与传统方法相同，但推进效率的分量不同。     

船舶电力推进系统建模与仿真研究

本文对两台同步电机驱动的双推进器船舶的电力推进系统进行了研究.通过搭建模型来分析电力推进系统中的影响因素.本模型基于Matlab/Simulink仿真平台,旨在分析船舶的运行特性.因此,通过电力推进系统效率和船舶速度的仿真曲线,了解了双螺旋桨船舶电力推进系统的相关特性.同时对不同的参量(功率和推进转矩,电机转速,船舶速度等)进行了分析,为了提高船舶推进功率和推进器特性,采用了功率评估系统(PPP)和螺旋桨优化系统(POP).     

三因次换算方法中相关补贴系数ΔCF计算方法的探讨

本文通过对20 000～150 000吨级的30余艘肥大型单桨运输船舶在我所拖曳水池做了与试航状态排水量与吃水相一致的船模对比试验的分析与比较,提出了一种适应于我所水池用三因次换算的相关补贴系数ΔCF(或称粗糙度补贴系数)的取值方法.通过计算表明,用该方法预报的实船功率与实船测量结果基本一致,且计算得到的推进因子可信度较好,功率相关因子CP为1左右,转速相关因子CN也接近1.本方法对于其它水池ΔCF的取值(也即KS的取值)有参考价值.     

喷水推进流道格栅的流体作用力分析和强度计算

某喷水推进船进水流道格栅多次发生断裂,并损坏了喷水推进泵。准确分析格栅所受到的流体作用力是探寻其损坏原因的基础。应用计算流体力学技术,对包括喷水推进泵、流道、格栅和船体在内的整个喷水推进系统内外流场进行数值模拟。在准确预报喷水推进器推力、功率特性的前提下,较准确地得到了格栅流体作用力。分析发现,栅条的侧向升力远大于迎流阻力,各栅条之间存在明显的相互作用力。运用计算所得的流体作用力对格栅进行了应力强度计算和形变位移分析,排除了格栅损坏的静强度致因的质疑。最后,为进一步探寻格栅损坏真正原因提出了建议。     

定距桨电力推进在动力定位工况中的运行性能

分析了动力定位工况中螺旋桨的工作特性以及定距桨电力推进的调节特性。认为以满足螺旋桨额定推力为目的,推进电动机只需要低速输出额定转矩来实现,即输出功率较低。而动力定位性能预报中是以额定功率来推算的,但在实船测试纪录中却只需部分功率,这对功率节省具有重要意义。     

最小推进功率与螺旋桨参数影响分析

随着EEDI第3阶段实施日期迫近,对于采用常规推进方式的油船和散货船,必须借助第二层评估方法进行主机最小功率评估,“MEPC76导则”从法规层面正式确定了最小推进功率的第二层评估方法。本文针对船舶设计中,由于螺旋桨设计相对滞后可能带来最小推进功率评估不满足要求的风险,分析了影响最小推进功率评估结果的主要因素,对不同设计参数的螺旋桨进行最小推进功率评估并对比分析,通过计算分析,可知螺旋桨的设计参数,如螺距比、直径、盘面比、桨叶数以及主机额定转速功率,均会对最小推进功率评估结果产生一定的影响,通过本文研究,可为相关船型的设计开发以及螺旋桨设计满足最小推进功率评估要求提供一定的参考。     

限制水域下喷水推进器水动力特性研究

本研究采用数值模拟方法对无限水域和限制水域中喷水推进装置的水动力特性进行对比分析，开展不同水深条件下喷水推进器进流特性、进口流道效率和推进泵水力特性研究，并据此评估开式循环水槽环境下水槽侧壁和底面限制对喷水推进装置水动力性能的影响。数值计算结果表明：限制水域下喷水推进船底部和水槽底面间水流因阻塞效应使速度增加产生回流，水槽侧壁对自由液面兴波产生反射，随着水深减小，流道进口获流区平均轴向速度明显增加；不同水深吃水比下，进水流道出口非均匀度增加，但进口流道效率变化不大；相比于无限水域条件，限制水域中推进泵流量系数、扬程系数和泵效率的预报结果偏高1%～2%。     

喷水推进混流泵流体动力性能的CFD研究

采用CFD方法研究KaMeWa公司的某型喷水推进混流泵的流体动力性能,并分析其内部流场特性。通过几何建模,将泵划分为进口、叶轮、导叶体和喷口四部分。分别采用结构化网格离散计算区域。应用k-ε和k-ω相结合的SST湍流模型封闭控制方程,采用全隐式多区域网格耦合求解。预报其功率、扬程、效率等特性,将泵功率的计算结果与该泵厂家试验数据进行比较,误差在2%以内。说明本研究采用的CFD方法预报该泵的流体动力性能真实可信。根据计算结果,对内流场的流线和叶片表面的压力分布做了详细分析。     

125SⅡ型喷水推进泵水动力性能的CFD预报研究

以71SII型喷水推进泵为母型,运用相似理论、CFD数值模拟及试验数据校核相结合的方法,预报了某型船拟使用的同系列的125SII型喷水推进泵的水动力性能。通过CFD分析不仅获得了125SII泵的各种性能,如流量、扬程、功率、效率等,而且还能反映泵内流场细节,便于模型的优化。本研究的意义在于,在没有125SII泵的几何图纸的情况下,运用相似理论从71SII泵的几何模型推得125SII泵的几何模型,据此在方案设计阶段可对新设计船进行快速性预报。结果表明,对由71SII泵的几何模型等比例放大得到的125SII泵模型进行CFD计算所得的不同转速下的功率与由71SII泵的试验P-n曲线通过相似换算所得的各转速下的功率,两者之间的相对误差在7%以内,这表明由71SII泵的几何模型等比例放大得到的125SII泵几何模型及相关的数值模拟是可信的。     

潜艇推进装置

常规潜艇的推进系统可实现两种重要功能，它提供推进功率，并且是整个潜艇的电源。本文介绍德国各种常规潜推进系统的概况。     

鱼雷推进性能预报的经验公式法

本文从鱼雷工程设计实际需要出发，建立了推进性能各要素的计算公式，提出鱼雷推进性能预报的经验公式法。从一些计算情况表明，有良好的工程应用价值。     

RT-LAB仿真机在船舶电力推进功率限制中的应用

造船业的快速发展,使得电力推进船舶的数量越来越多,此类船舶的优点较多,不足之处也比较明显,即推进功率过大,这样会导致负载增加,给船舶能量管理带来一定的难度。为促进电力推进船舶的持续发展,有必要采取合理可行的方法,对推进电机的功率进行有效限制。在这一过程中,可以应用RT-LAB仿真机进行仿真模拟,以此来确保功率限制方案的可行性。实际分析中,需要构建与电力推进系统相关的模型,并通过有效的控制算法,对功率进行控制,从而达到限制的目的。     

某集装箱船实船与模型试验相关分析

本文对某集装箱船模型试验预报结果及5条姊妹船实船试航数据进行了相关分析。同一型船因为实际试航海况的差异，采用ISO15016:2015的方法进行修正后，得到的功率相关因子值有一定差异。这主要因该修正方法还是难以考虑到实际试航时各种复杂的气象、海况及水文条件。该方法虽存有一定的近似和不周之处，但其修正后的结果通常还是可以用于常规的航速预报，有一定的可信度，但与在标准试航条件下所测得的结果还是会有一定的差异。