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。     

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.     

船机桨匹配及数值仿真

对于一个确定船舶的船、机、桨系统,其主机特性曲线、螺旋桨有效推马力曲线和航速在不同的螺旋桨转速下具有特定的对应关系,根据其对应关系和船机桨运行参数、几何参数及其相关性能曲线,可以由任意两个已知数据求得另一个数据以及螺旋桨的推力、桨轴转矩和船舶航行状态。文中根据这个原理,可以实现船机桨之间的匹配。匹配过程中本文采用MMG操纵运动非线性数学模型,参考相关经验公式和数值算法求解运动微分方程,并考虑各种海况对船舶运动的影响,来模拟船舶实际操纵性运动。最后,在VisualC++平台上结合Fortran计算程序,实现船机桨系统的匹配仿真。     

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。     

船舶喷水推进系统匹配特性仿真分析

以某型采用喷水推进的双体船为研究对象,借用MATLAB／SIMULINK软件平台开发了喷水推进系统仿真模型,通过对稳态和加速、换向、回转等动态工况的仿真分析,揭示了“船-机-桨”稳、动态匹配性能的特点,以及与螺旋桨推进舰船“船-机-桨”匹配的区别。     

16000 m~3 LNG船快速性优化及试验

为提高16 000 m~3 LNG船快速性,设置球鼻首和双尾鳍型双桨,采用CFD软件和CAD软件进行型线优化和水动力性能优化,为了检验设计的船机桨匹配效果和预报实船航速,对优化方案进行快速性试验,结果表明,优化后的16 000 m~3LNG船阻力性能和推进效率较高,机桨匹配良好,可用于实船建造。     

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。     

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.     

以修整螺旋桨随边达到机桨合理匹配一例

切割螺旋桨随边,并按一定的修铲工艺要求,使随边尾翘,可以有效地减少螺旋桨的水动力螺距,变重负荷浆为轻负荷桨,达到船机桨的合理匹配.本文介绍一艘万吨级多用途船,因船模试验提供的伴流值误差太大,试航未达到预期的船机桨匹配要求,而在交船前进行随边切割的实例.     

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。     

船机桨稳定配合工况数学模型及仿真分析

船机桨的稳定配合关系直接决定船舶的运动效率和能量转换的优劣。本文建立包含螺旋桨推力、螺旋桨扭矩、船舶阻力、伴流系数、推力减额系数的船机桨稳定配合数学模型。以实船参数仿真分析了船舶航速、螺旋桨有效推力、船舶阻力、螺旋桨扭矩以及螺旋桨吸收功率的变化曲线,可为船的船机桨配合选择及航行操纵提供理论指导。     

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.     

基于CFD的电力推进系统机桨匹配特性研究

为分析异步电机带定距桨电力推进系统的机桨匹配特性和规律,考虑船舶运营后的污底阻力,通过建立船舶污底与粗糙度的对应关系,数值模拟分析某型电力推进船舶阻力变化规律。基于STAR-CCM+软件建立数值水池,模拟分析常规螺旋桨设计与优化螺旋桨设计下的敞水虚拟试验、阻力虚拟试验和自航虚拟试验结果,结合机桨匹配点设计对实船尺度下的航速性能进行预报。通过研究发现：在船舶设计阶段减小定距螺旋桨的螺距比,可以使得新船的螺旋桨以较轻的负荷运转,从而获得较高的航速性能,对于异步电机带定距桨电力推进船舶机桨匹配设计具有借鉴意义。     

某船主推进系统建模与仿真

实船航行试验的问题是耗费高、周期长.通过构建某船用柴油机推进系统模型,包括柴油机、调速器、液力偶合器、螺旋桨及船体运动模型,在Matlab/Simulink环境下对该船的加速过程和紧急停船过程进行仿真研究.经分析对比船体在不同机桨联控策略下的运动情况,得出加速和停船过程中最佳的机桨匹配策略,为航行试验提供了理论依据.     

污底对拖网渔船的影响分析

本文根据污底的生长特点,从船舶阻力和船机桨匹配两方面,结合了渔船的工作特点,详细分析了污底对拖网渔船的影响。污底增加不但会增加船舶阻力,同时还会对船舶推进性能产生负面影响,最终加剧了拖网渔船船机桨不匹配状况。     

川江匹配桨试验研究

在川江1941kW推船船队机桨不匹配的情况下，采用90％的常用负荷和船队伴流分数，根据荷兰瓦格宁根船模试验水池BB型螺旋桨设计图谱确定螺旋桨的最佳直径螺距比及螺旋桨效率，尝试B型桨和MAU型桨剖面进行组合的组合桨型，使新设计桨与原船队有较佳的匹配性能，各项性能指标也有所提高。     

船机桨工况匹配与船舶节能

介绍了船机桨之间的相互制约及其工况匹配,从而证实了船机桨工况最优匹配与船舶节约燃料的密切关系。     

基于船舶转矩测试的某小型运输船机桨匹配分析

文章基于船舶转矩测试分析小型船机桨匹配状态的方法,通过某小型港口运输船的实际运用,论证了该方法的有效性和可操作性,为中小型船舶或老旧船舶的机桨匹配提供了参考。     

变距桨的船,机,桨最佳工况匹配及自动调节

讨论了变距桨船舶在给定航速睛的船，机，桨工况匹配的优化问题，并通过实测并结合资料为优化模型提供参数的方法，从而使“现代优化”及其自动调节的实现成为可能。     

基于Modelica语言的某气垫船机桨匹配建模及仿真

为满足某型气垫船推进系统的性能指标，开展基于国产化软件平台的机桨匹配算法研究。以某型气垫船的推进系统为对象，建立数学模型，并以基于Modelica语言的国产仿真平台MWorks为基础对该系统进行建模仿真。通过研究变螺距角、变转速时气垫船推进系统的性能，对机桨匹配算法进行优化。仿真结果表明，优化算法可满足螺距角变距时间要求、螺距角稳态误差要求以及燃机机动性能曲线要求，所提出的机桨匹配控制算法满足性能要求，研究结果可为类似气垫船推进系统设计提供借鉴。