混合推进船舶"船-泵+桨-机"匹配方法研究

为提高混合推进船舶推进系统的性能,分析了"船-泵+桨-机"的匹配方法.介绍了"船-桨-机"与"船-泵-机"的匹配方法、思路与步骤,着重研究"船-泵+桨-机"匹配中的泵、桨负载分配对推进性能的影响.以调距桨特性曲线与喷水推进推力曲线进行混合推进舰船的快速性计算,螺旋桨重载降低推进效率,喷水推进重载容易产生空化.为避免喷水推进泵产生空化,调距桨的螺距、转速可调范围变窄.     

船机桨匹配性能仿真软件开发

为了简化船机桨匹配的仿真过程,高效分析和管理仿真数据,基于Matlab R2014a和SQL Server2008开发船机桨匹配性能仿真软件,提供人机交互界面设置船机桨匹配参数和控制仿真模型运行,提供数据库存储仿真所需的船机桨参数和仿真试验结果。针对某型船进行典型工况仿真试验,试验结果表明,该软件能较为真实地模拟船机桨匹配性能。     

船、机、桨动力耦合可视化系统设计与实现

为了实现船、机、桨之间匹配关系的可视化及实现MATLAB在船舶动力系统计算中的应用,基于船、机、桨动力匹配关系,利用向量计算方法在Simulink平台设计了一套船、机、桨瞬态仿真系统,并在MATLAB GUI中设计了可视化仿真控制台.系统中,基于S函数对Simulink模块进行了二次开发,增强了数值关系的表现效果.仿真系统正确地预测了船、机、桨匹配中各个参数的变化趋势,并且可有效地帮助轮机管理人员理解船、机、桨之间的复杂耦合关系.     

吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究

在国内,吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段,尤其是吊舱推进器螺旋桨,其设计方法尚未成熟,而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键,关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。为此,采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计,分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能,针对吊舱式电力推进船舶,采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数,同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算,并与母船的推进效率进行对比,选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数,以优化推进效率。研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案,同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台,可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较,提高推进性能。     

基于遗传算法的船舶推进系统船、机、桨匹配云平台设计

随着海上运输业的蓬勃发展,船舶的航行速度、吨位和功率不断增长,船机桨匹配越来越受到造船业的重视。船机桨之间的完美匹配有利于提高推进系统的功率和航行速度,降低船舶油耗,增加航行时间。本文在分析船舶航行过程中船体阻力特性和螺旋桨推进特性的基础上,设计船机桨匹配设计方案,建立合适的目标函数,并利用遗传算法进行船机桨参数优化计算。实验结果表明,遗传算法计算精度高,收敛速度快。     

可调螺距螺旋桨舰船船-机-桨优化匹配

近年来,我国装备调距桨的舰船越来越多,但在调距桨的实际使用过程中还存在着船-机-桨难以全面实现优化匹配的情况,从而不能发挥调距桨的优势.基于船-机-桨的关系,结合调距桨的特点,提出了调距桨舰船任意负载下的最大允许航速以及减小油耗的计算方法,为该类舰船实现船-机-桨的优化匹配提供了参考.     

某50 m近海运输船船机桨匹配分析

为探讨近海运输船的船机桨匹配情况,文章以某50 m近海运输船为研究对象,使用StarCCM+软件仿真不同航速下的船舶阻力,并通过系泊特征校核和自由航行特征校核,计算船机桨匹配情况。最后将实船测试数据与理论计算结果做对比,验证理论计算的准确性,为近海运输船的船机桨匹配提供参考。     

采用螺旋桨削边技术解决增压器喘振的探讨与实践

增压器喘振现象是船舶的常见故障,导致增压器喘振的原因很复杂。由于船-机-桨的不匹配而导致增压器喘振可以采用螺旋桨削边技术使船-机-桨重新匹配,从而解决增压器喘振现象。     

基于柴-柴联合推进系统的动态特性仿真

以理清船、机、桨参数匹配对船舶推进系统动态特性的影响为目标,为后期系统优化改进提供理论依据,建立了柴油机、齿轮箱、轴系、调距桨等子系统的数学模型,利用Simulink核心组件搭建了推进系统网络层级构架并进行了模拟计算,分析了冷、热机工况下推进系统的动态加、减速特性并进行了仿真优化。结果表明,推进系统在热机减速、冷机加速、冷机减速工况下航速变化平稳,主机运行状况理想。在热机加速工况下,由于加速度达到最大时存在转速振荡调整,易导致主机出现超负荷现象。通过合理地匹配加速过程调节时间可以避免此问题,优化推进系统的动态性能。     

基于Matlab/Guide的中小型电动船舶船机桨匹配设计研究

在新船设计中,为了确定主机的功率、螺旋桨的最佳要素及正确的预报航速,使得船机桨达到良好的匹配,就需要对新船进行船机桨匹配设计。而传统的船机桨匹配设计主要是利用图谱法,但图谱法设计工作量较大,而且涉及到大量的图表和计算公式,因此影响计算结果精度。利用Matlab/Guide进行船机桨匹配设计、计算与分析的研究,使得在新船的船机桨匹配设计中,能够降低工作强度并提高设计结果的精度,让设计计算工作更加方便。     

喷水推进三体船阻力与自航数值模拟研究

建立考虑纵倾角及重心升沉等姿态变化的喷水推进三体船阻力数值计算方法,并与船模拖曳阻力试验进行对比,再开展船模自航试验的数值模拟,分析数值计算与模型试验的误差。通过数值模拟可以进一步得到喷水推进器上各部件的受力情况、泵的流量、扬程及其他流场信息,为研究船体与喷水推进装置的相互作用影响规律以及喷水推进与高速三体船的总体匹配设计提供参考。     

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。     

叶轮径向间隙对喷水推进轴流泵性能的影响

轴流泵作为喷水推进器的核心部件具有推进效率高、抗空化(气蚀)能力强、噪声低等优点。运用计算流体动力学CFD软件-FLUENT,基于标准k-ε紊流模型及SIMPLE算法,对020Q84喷水推进轴流泵内部(及端壁间隙)流场及其运行特性进行了三维数值模拟。研究和分析了三种叶轮径向间隙对轴流泵性能的影响,并进行了性能预估。研究结果为CFD技术在喷水推进轴流泵设计及性能改进中的应用提供了参考。     

基于三元可控速度矩法的水下航行体推进泵参数化设计方法

随着水下航行体对推进器高性能和低噪声要求与日俱增,迫切需要研究适用于水下航行体的推进泵.本文选出影响水下航行体推进泵水动力性能的主要参数,基于三元可控速度矩方法,编写Matlab程序对推进泵进行参数化设计,并结合CFD数值模拟方法进行设计优化与试验验证.CFD计算结果表明模型泵水力效率能达到83%,达到设计目标并准确把握了设计工况点,验证了本方法的可靠性,为开发高性能水下航行体推进泵奠定基础.     

基于喷水推进器的单手柄操纵系统推力分配策略

目前国内基于喷水推进器的单手柄操纵系统应用较少，通过人工控制2套推进装置的6个参数来实现船体的平移运动操纵复杂、难度大，由此，对基于喷水推进器的单手柄操纵系统推力分配策略进行研究。推力分配是单手柄操纵系统的关键技术之一，其任务是将手柄输出的合力指令分配给各推进器。根据喷水推进器的特性，提出级联广义逆结合组合偏置的控制策略。该推力分配策略基于能量最优、艏向优先的方法，能自适应地调整偏置量，并兼顾喷水推进器的操纵性。仿真结果表明，该策略能适应喷水推进器优异的操纵性。     

基于CFD喷水推进泵性能分析及其优化设计

利用计算流体力学(CFD)的后处理技术分析喷水推进泵的流动特点,发现泵定子设计的不足。通过改变泵转子和定子的轴向间距,分别分析前置定子和后置定子与转子的相互作用,得到了转子和前、后置定子的最佳轴向间距。     

开架式ROV动力匹配稳态与动态设计方法

本文针对开架式ROV的设计,提出一种将稳态匹配与动态匹配相结合的动力匹配研究方法。首先根据所设计的ROV,运用Fluent软件对其进行水阻力仿真,得出ROV在不同航速下的阻力,其次对螺旋桨进行特性分析,进而对比螺旋桨不同参数对推力和阻力匹配的影响,同时考虑螺旋桨功率与电机功率匹配,完成ROV的稳态匹配。最后加入动态分析得到最终的动力匹配,并证明其具有较好的运动稳定性以及机动性。     

采用喷水推进的3000吨级水面舰船总体设计思考

通过对全泵和泵桨联合方案的案例分析,结合喷泵的技术特点,开展3000吨级水面舰船采用喷水推进器总布置设计多方案对比和分析,提出基于喷泵的动力配置方案的优选建议和需要关注的问题,为不同使命任务下的水面舰船动力系统配置和推进方式选取提供参考。     

影响某艇喷水推进器推进性能的若干因素

基于某艇的推进性能需求,以喷水推进器设计工况为分析对象,采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法,建立计算模型,研究叶轮叶顶间隙、流道格栅密度、艇底水底间距、双泵轴间距等工程应用因素对推进性能的影响,可为某艇喷水推进器的设计、安装与使用等提供合理依据。     

基于UKF的水下地形匹配算法组合

为了克服断续地形辅助导航给UKF算法带来的不利影响,提出了改进TERCOM／ICCP＋UKF地形匹配组合算法.首先分析了基于UKF的水下地形匹配算法及其在实际水下地形辅助导航中的局限性.然后,针对UKF地形匹配效果易受大初始位置误差影响的不足,以“粗搜索”＋“精匹配”的算法组合模式为基础,给出了TERCOM、ICCP和UKF匹配算法的组合策略和算法克服相似地形影响的方法.仿真显示,较之单一UKF匹配算法,组合算法能够克服了大初始位置误差对算法匹配效果的影响,具有更好的工程适用性.