螺旋桨工作模式对四桨船操纵性影响试验研究

针对四桨船航行过程中存在着四桨工作、两内桨工作外桨自由或者两外桨工作内桨自由的情况,在开阔静水水域中进行了大尺度自航模回转试验和Z形试验,对比分析了不同螺旋桨工作模式下自航模型操纵运动规律。结果表明,两内桨工作时的回转性指数、转艏指数比四桨工作时高,四桨工作时比两外桨高;两内桨工作时的应舵指数比四桨工作时低,四桨工作时比两外桨低。因此,两内桨工作模式下自航模的回转性、稳定性、应舵性均优于四桨及两外桨工作模式下的值。     

船舶单桨工况拖转调距桨性能计算及其对快速性的影响分析

利用CFD方法对某调距桨敞水特性进行数值计算,并利用实验数据对计算结果进行校验。对于该桨各螺距下大进速系数时的敞水性能采用CFD计算结果与二次曲线逼近相结合的方法获得,以适当扩大调距桨的敞水特性曲线在水涡轮工况的范围。建立了某推进装置主机、传动装置、调距桨、船体阻力的数学模型,在Simulink环境下集成为"船-桨-机"推进系统仿真模型。对单桨工况的稳态特性进行仿真计算,着重研究了不工作调距桨自由拖桨时的拖桨阻力。结果表明:1)不工作桨自由拖转时,将不工作桨螺距设定为最大值时拖桨阻力最小,船舶的快速性最好;2)航速和不工作桨螺距是影响不工作桨拖桨阻力的主要因素,航速越高,拖桨阻力、拖桨力矩以及拖桨转速越大;不工作桨螺距越大,拖桨阻力越小,拖桨力矩与拖桨转速先略微增加而后减小至最小值。     

某型船用调距桨系统简介

对比了调距桨和定距桨的区别,以某型船舶调距桨为例,简要介绍了调距桨桨毂结构、桨叶支承机构、转叶机构、双油管结构和调距桨液压系统;为调距桨设计人员和使用者提供了较为全面的调距桨相关知识。     

表面桨产生垂向力的原因初析

表面桨又称割划水面的桨,也称半潜桨.由于表面桨一般在斜向流中工作,且存在桨叶出入水面,所以表面桨在工作时会产生垂向力.从原理上对表面桨垂向力产生的原因做了初步分析,为对表面桨的进一步研究提供参考.     

表面桨产生垂向力的原因初析

表面桨又称割划水面的桨，也称半潜桨。由于表面桨一般在斜向流中工作，且存在桨叶出入水面，所以表面桨在工作时会产生垂向力。从原理上对表面桨垂向力产生的原因做了初步分析，为对表面桨的进一步研究提供参考。     

高精度调距桨的静平衡试验方法研究

根据调距桨的结构特点以及从高精度调距桨静平衡试验指标出发,详细叙述了高精度调距桨静平衡试验步骤及配平方法;通过对某船高精度5叶桨调距桨装置整桨静平衡试验的平衡指标分析、静平衡试验工艺装备的制造和安装要求、不平衡力矩的检测方法、配平计算方法以及配重块设计方法的介绍,详细阐述一种高精度调距桨整桨静平衡试验方法。该方法准确、可靠,保证了高精度调距桨的制造精度,并有效提高了高精度调距桨的配平效率,适用于中小型高精度调距桨装置的静平衡试验,为国内制造大型高精度调距桨装置积累了经验。     

复合材料螺旋桨模型的应变模态与振动特性

采用有限元模态算法和应变模态测量试验对比金属桨和碳纤维桨模型的固有频率、位移和应变模态振型,试验测得铜桨和碳纤维桨的前三阶固有频率与计算值相差分别在3%和12%以内。碳纤维桨各阶固有频率均比铜桨要小,应变模态振型相似,前者结构阻尼是后者的4倍左右。计算二者在流域中的湿模态,铜桨的前四阶湿模态固有频率比干模态减小18%~33%,碳纤维桨减小54%~64%。研究铜桨和不同铺层碳纤维桨之间的振动特性,得出有利于减轻振动的纤维铺层方式,优选出的碳纤维桨总振动加速度级(TAL)比试验用碳纤维桨降低2 d B。     

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.     

全回转导管桨水动力干扰数值预报与分析

为探明串列全回转导管桨水动力干扰问题,基于粘流理论,采用滑移网格方法,开展了均匀来流下两个串列桨在不同偏转角度下水动力性能的数值预报研究,定量分析了不同偏转角度下,上游桨对下游桨水动力的影响,重点关注不同偏转角度时下游桨推力、功率损失及叶片负载的脉动无序性。研究结果表明,在上游桨尾流影响下,上游桨无偏转角度时,下游桨推力损失约70%,上游桨偏转10度时,下游桨推力损失约15%。本文研究结果对动力定位系统控制策略具有指导意义。     

冰级桨水动力性能研究综述

针对桨-冰相互作用对冰级桨水动力性能的影响问题,整理归纳国外冰级桨水动力性能研究进展,根据冰级桨特殊工作条件,介绍并分析目前两种主要冰级桨模型试验方法及其特点;介绍数值模拟预报程序PROPELLA,展望未来冰级桨水动力性能的研究方向。     

四桨船伴流场研究

与单桨船不同,四桨船各螺旋桨在运转过程中负荷不同.当前四桨船推进器的设计多以一个干扰因子来表征内外桨负荷差,而一个干扰因子难以反映内外桨负荷差产生的原因,因此往往给设计带来困难.本文使用CFD方法对四桨船内外桨负荷分配问题进行研究,首先以大连理工大学拖曳水池的PM06模型为基础进行不确定度分析,验证了该数值计算方法的准确性,然后对本文所研究的四桨船进行研究.结果表明四桨船內桨负荷大于外桨,且负荷差产生的原因主要有三个方面:(1)船体形状造成的船尾流场不均匀性对桨的影响;(2)内外桨在敞水中相互间产生的干扰;(3)内外桨之间的干扰在船尾不均匀流场中的合成.据此,本文将四桨船伴流分为三部分:原生伴流、干扰伴流和次生伴流,并计算了该船各部分伴流所占比例,以更好地指导四桨船的推进器设计.     

机桨匹配初步设计软件实现方法研究

研究现有机桨匹配初步设计软件设计方法及其存在缺点,提出正确实现机桨匹配初步设计软件思路和实现方法.该方法从初步设计概念出发,搜索满足机桨匹配且效率最高的桨及对应主机,可用于绘制船舶一定航速下,定桨径不同转速及不同桨径最佳转速机桨匹配分析曲线.变换不同航速,还可得到完整的分析图谱.     

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。     

由船模试验预报实船航速时需注意的一个问题

由船模试验预报实船航速时，如直接将自航试验用小桨模的敞水特性曲线作为实桨的特性曲线，有时会出现问题，必须极其谨慎。因为浆模的加工精度与光洁度会对试验结果有意想不到的影响。为保证实船航速预报的正确性。建议：１．如设计桨为图谱标准桨型，厚度及厚度发布不标准桨相差不多，螺旋桨特性曲线还是取用图谱桨资料较可靠。２．采用非标准桨型，应从比自航试验用桨模更大的桨模的敞水试验中获取螺旋桨特性曲线。     

四桨船舶内外桨负荷差尺度效应分析

为了研究四桨船舶内外桨负荷差尺度效应的影响,探讨不同缩尺比内外桨负荷差变化规律。以某四桨船舶为研究对象,基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方法,建立船桨一体计算模型,重点研究不同缩尺比下内外桨负荷差异和伴流场差异。数值计算结果表明,随着计算船模尺度增大,内外桨负荷差逐渐增大,当达到某一缩尺比时内外桨负荷差受船模尺度影响变小:随着船模尺度增大,内外桨盘面伴流逐渐减小,但内外桨的伴流分数差逐渐增大,内外桨负荷差存在较大的尺度效应,螺旋桨和轴支架雷诺数均需大于临界雷诺数,以确保内外桨负荷差计算结果满足精度要求。     

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。     

KL72/4-ST型调距桨简介

0引言船舶调距桨省去了主机换向装置,可实现船舶的无级变速,改善船舶操纵性能;其广泛应用于具有多样航行工况的运输船舶、工程船舶及军舰。本文简单介绍KL72/4-ST型调距桨的结构组成和工作原理,供同人参考。1调距桨系统调距桨系统主要由桨毂桨叶部分、调距机构、传动轴部分、配油器和液压系统等组成。1.1桨毂桨叶部分可调螺距螺旋桨的桨毂桨叶部分由桨毂和桨叶组成。桨毂内部装有调距机构,用于调整桨叶螺距;     

船舶回转过程内、外桨负荷的仿真分析

船舶在回转过程中,一般内桨的负荷要大于外桨的负荷.但在某新研制船舶的回转试验中,观察到外桨负荷高于内桨负荷这一看似有悖常理的现象.为了解释这个现象,利用船舶推进系统的数学模型和三自由度平面运动数学模型(MMG模型),分别对定距桨和调距桨推进船舶的典型回转工况进行了仿真分析.研究结果表明:在负荷控制功能起作用的情况下,船舶回转时通过减小柴油机设定转速或减小调距桨的螺距,内桨的负荷比外桨小是完全可能的.在相同回转工况下,负荷限制线的设置和负荷控制规律对船舶内、外桨的负荷有很大的影响.控制系统的负荷控制功能是改变船舶回转工况内、外桨负荷的一个重要因素.     

多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真

为解决常规船舶螺旋桨物理动力特性仿真在多桨环境下仿真特性分析精度较低的不足,提出了多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真研究。基于多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真平台的搭建,引入多桨动力特性仿真算法,完成多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真模型的构建;依托多桨船舶螺旋桨推进动力特性、受阻动力特性分析,实现了多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真。试验数据表明,提出的动力特性仿真较常规特性仿真方法,仿真特性分析精度提高54.45%,适用于多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真。     

对转桨定常面元法水动力性能预估

提供了一个计算对转桨的基于速度势的定常面元法,前桨和后桨之间的相互干扰是通过二者的诱导速度场周向平均化后迭代实施的.采用了一个简化的螺旋桨尾涡模型,来模拟前桨和后桨尾涡片的扭曲变形.算例计算结果表明,该方法可以有效地应用于对转桨定常水动力性能的预估.