射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整

以实时调整舰船多叶片螺旋桨角度,提升舰船多叶片螺旋桨应用性能为目的,研究射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整技术。利用协同射流控制技术,以三维雷诺平均N-S方程作为控制方程,求解状态矢量、对流通矢量、耗散通矢量等;利用上述参量分析协同射流螺旋桨形态受力情况,获取射流扰动产生的作用力;基于该作用力计算喷口动量系数、气泵功率系数等,分析这些参数对协同射流的影响,基于这种影响实现舰船多叶片螺旋桨角度实施调整。实验结果显示该方法所得的数据具有较高的可靠性,利用该方法实时调整射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度,能够显著提升螺旋桨的性能。     

高海况下的螺旋桨计算机辅助设计研究

螺旋桨是船舶动力系统的关键部件,螺旋桨的设计水平和制造质量直接决定了船舶的性能。近年来,人类对海洋资源的开发程度逐渐提高,高海况下的船舶作业越来越常见,对舰船螺旋桨的质量提出了更高要求。目前,计算机辅助设计制造(CAD/CAM)技术逐渐成熟,在工业领域获得广泛应用。本文首先对舰船螺旋桨的设计要素进行研究,然后建立了螺旋桨的敞水特性方程,最后在UG软件平台上开发了一种高海况下的螺旋桨辅助设计方法。     

舰船辐射噪声线谱检测与分析磁

结合经典功率谱和DEMON谱分析各自的特点,对舰船辐射噪声线谱进行综合分析。基于周期图谱法进行舰船辐射噪声功率谱估计,通过线谱与连续谱分离、取除虚警及归并线谱,有效地对辐射噪声功率谱中的特征线谱进行了提取,并结合DEMON谱分析了舰船辐射噪声的调制效应和调制周期,获得诸如舰船螺旋桨转速、螺旋桨叶片数等不变的舰船物理特性,从而得到舰船辐射噪声线谱比较全面的特性,为舰船的识别和线谱辐射噪声的控制具有重要提供参考价值。     

节油效果明显的叶轮式辅助“涡轮螺旋桨”推进器

现在有几条联邦德国的船正在安装由工学博士O.格林(Grim)教授发明的由科隆的奥斯特曼金属工厂制造的叶轮反作用螺旋桨,这种桨是安装在船身和船的主螺旋桨后面的第二个且不消耗功率的反作用螺旋桨,它利用“涡轮-螺旋桨”效应,使燃油节省5～13％。表1 给出了由不来梅造船厂建造的两艘75000吨同级多用途姊妹货船的试航结果比较。其中Pharos号装有叶轮螺旋桨,而Konkar Hyphestos号没有。从表内数字可以看出,使用叶轮辅助推进器的节油效果是很明显的。     

基于逆向工程技术的船舶螺旋桨叶数字化设计

螺旋桨是舰船动力系统的关键组件,螺旋桨的桨叶呈复杂的空间自由曲面形状,需要具有很高的精度和良好的水动力特性,因此,船舶螺旋桨的加工和制造难度很大,是船舶工业的研究难点。逆向工程是一种相对于正向工程提出的非常规设计方法,该方法从实际工件出发,利用多种数据采集和分析手段,获取工件的关键特性,最后利用计算机辅助设计方法实现工件的设计与加工。本文介绍了逆向工程技术的加工流程与关键环节,在此基础上研究了船舶螺旋桨的数字化设计技术,有助于提高船舶螺旋桨复杂曲面结构的设计与加工效率。     

基于数值计算的舰船可调螺距螺旋桨水动力性能分析

螺旋桨是船舶动力推进系统的重要组成部分,随着远洋航运业的发展和海洋环境的复杂化,船舶推进系统对螺旋桨的动力性能提出了更高的要求。可调螺距螺旋桨可以通过改变螺旋桨的桨叶螺距调节柴油主机的负荷,充分利用舰船柴油主机的功率。本文借助数值计算方法和有限元分析技术,对舰船可调螺距螺旋桨的水动力性能进行了详细的分析,并对螺旋桨的桨叶强度和螺距修正参数等进行了校核。     

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。     

三维虚拟仿真技术的舰船动力设备全位姿测量

舰船动力设备螺旋桨的位姿测量对于监测舰船的动力状态,改善舰船的操纵性能有重要作用。本文结合三维虚拟仿真技术开发了一种舰船动力设备螺旋桨的位姿测量仿真系统,重点对螺旋桨的运动学建模和位姿测量仿真系统的OSG场景渲染、仿真系统的工作原理进行介绍。     

风浪中螺旋桨推力损失计算

舰船在风浪中摇荡时,螺旋桨推力将发生明显变化.该文提出了一种在非规则波中舰船螺旋桨推力损失的计算方法仿真表明,该方法可用于舰船失速、螺旋桨水动力性能等的分析和计算.     

固定叶轮水动力性能数值分析

为研究螺旋桨后固定叶轮的节能效果,采用计算流体力学(CFD)方法对螺旋桨与固定叶轮进行仿真模拟。计算域划分为螺旋桨小域、叶轮小域、外部大域等3个区域,三者均采用结构网格。计算域整体为圆柱形区域,与螺旋桨同轴,靠近螺旋桨与叶轮区域网格加密,来流采用均匀流,分别改变进速系数、螺旋桨与叶轮距离以及叶轮叶数等参数,依计算结果选取最优解并按照加法原则划分并在计算过程中增减工况。分析认为:在距离为0.7D、进速系数1.0、叶轮叶数5叶时,节能效果最佳;同等情况下,效率较不加叶轮提高9.46%。     

风浪中螺旋桨推力损失计算

舰船在风浪中摇荡时,螺旋桨推力将发生明显变化.此文提出了一种在非规则波中舰船螺旋桨推力损失的计算方法.仿真表明,该方法可用于舰船失速、螺旋桨水动力性能等的分析和计算.     

航运

我国舰船用螺旋桨加工技术实现新突破 我国科学家自主研发的“螺旋桨用重型七轴五联动车铣复合加工机床”近日正式通过科技成果鉴定．．此项成果将实现几代中国舰船人让螺旋桨安静工作、让舰船静静远航的梦想．据了解，这一车床可实现对螺旋桨叶面重叠部分、非重叠部分、桨叶轮廓以及桨毂中孔等加工区域的全面精密铣削加工，还能利用车铣复合的特点，进行一次装夹多平面的加工，大大提高了整体螺旋桨型面加工精度和加工效率，解决了大型整体螺旋桨加工的难题。     

新型桨后消涡助推叶轮敞水性能数值模拟

为了提高螺旋桨的推进效率,回收螺旋桨后大量旋转水流的能量损失,提出在桨后安装消涡助推叶轮,对螺旋桨和消涡助推叶轮组合系统进行敞水性能数值模拟,计算结果与螺旋桨敞水性能数值结果对比表明,加装消涡助推叶轮组合系统的推进效率提高9.113%。     

螺旋桨压力与舰船阻力之间的特性仿真分析

为解决螺旋桨旋转阻力对舰船行进速率造成的影响,针对舰船螺旋桨压力与舰船阻力之间的特性关系展开分析。以推力转矩指标为标准,确定伴流减额参量的实际数值条件,完成舰船螺旋桨的压力特性研究。在此基础上,按照裸船体所受的阻力影响,计算船舶行进的有效功率,再通过修正力学系数的方式,完成螺旋桨压力数值与舰船阻力间的特性分析。仿真实验结果表明,与传统阻力修正手段相比,应用压力特性分析方法后,WPI指标最大数值降低至53%,有效缓解了螺旋桨旋转阻力对舰船行进速率造成的抑制影响作用。     

风浪中螺旋桨水动力变化的实用计算方法

风浪中螺旋桨水动力变化规律是研究舰船在风浪中速航性能的重要方面。本文参照有关文献,提出了一种计算风浪中螺旋桨推力、转矩损失的实用定量计算方法,既可用于较精确地估算舰船在风浪中的增阻和失速,还可供提高舰船在风浪中速航性的研究和螺旋桨设计参考。     

螺旋桨激励力下的舰船振动特性分析

考虑螺旋桨脉动压力与轴承力的影响,开展了螺旋桨激励力对舰船振动的影响研究;分析了某舰船在最大航速、巡航速度下等不同航行状态下的舰船振动,得到了不同航行状态下舰船的振动响应;计算结果表明:高航速下螺旋桨激励力对舰船的振动有一定影响,低速时螺旋桨激励力对舰船的振动影响不大;对于同一航速而言,双桨同时工作较四桨同时工作时的振动偏大,从减小振动角度出发,宜采用四桨同时推进的方式航行.     

基于差速器原理的三体船动力传动装置研究

将舰船安装在船艉的螺旋桨安装到三体船主船体的两舷,此间水流场流速较快,基本没有涡流和紊流,可有效降低螺旋桨运行时的振动与噪声,并节约动力装置运行的能耗。同时,由于不再使用普通船舵,并采用这种对称式双螺旋桨动力装置,从而大大提高了舰船的续航力和生存力。结果表明,此设计在舰船节能减排、降低能耗、提高续航力和增加安全性等方面有显著效果。因此,基于汽车差速器原理来控制舰船的对称式双螺旋桨,可实现舰船的转弯变向。将该设计应用于三体船上,能有效提高三体船的灵活性和快速性。     

舰船低频噪声声场分布的有限元仿真研究

舰船的低频噪声主要来源于机械噪声和螺旋桨噪声,噪声会大大降低舰船和螺旋桨的隐蔽特性,降低作战能力,因此,有必要针对舰船和潜艇的低频噪声声场进行研究与分析,实现降噪、抑制噪声的目的。本文在进行舰船低频噪声声场仿真分析时,采用应用范围非常广的Sysnoise软件,通过建立舰船噪声声场的有限元模型、边界条件、声场特征参数等,完成舰船低频噪声的仿真。     

舰船调距桨推进装置的建模与仿真分析

近年来,内河航运和远洋货物运输行业发展迅速,作为最安全、承载量最大的运输工具-船舶的操纵性和动力特性引起了业内的广泛关注。螺旋桨是船舶动力系统的主要组成部分,很大程度上决定了船舶的推进效果。为了进一步提升船舶的动力特性,使舰船能够适应复杂的海洋气候条件和动力系统负载,可调螺距螺旋桨推进装置的装机量越来越多。通过调节螺旋桨的螺距角,调距桨在一定范围内灵活调节舰船的推进力、主机负荷等动力参数,使舰船的推进效率和机动性能大幅提高。本文详细介绍了可调螺距螺旋桨的运行特点,建立了螺旋桨控制系统的力学模型,利用Matlab/Simulink平台建立了舰船可调螺距螺旋桨推进装置的仿真模型,并对该调距桨进行仿真分析。本研究在改善调距桨的结构设计,提升舰船动力推进性能等方面有重要的意义。     

船舶可拆卸螺旋桨叶片角度优化技术

传统船舶可拆卸螺旋桨叶片角度存在不同程度的角度差,导致船舶在湍流高压水域中,螺旋桨叶片表面压力过大,造成螺旋桨损坏的问题。通过对可拆卸螺旋桨叶片结构的分析,提出船舶可拆卸螺旋桨叶片角度优化技术。首先,根据螺旋桨材料与参数的不同,对叶片结构面压力进行计算;接着,根据表面压力分布情况,对其进行叶片湍流角度压力模型建立;然后,根据模型参量对叶片最佳角度进行预测。最后,根据预测数值,完成对叶片角度的优化计算,从而达到消除角度差的目的。对比数据表明,采用角度优化后的螺旋桨,叶片表面压力系数明显降低,证明提出方法的有效性。