螺旋桨诱导船体表面脉动压力预报的试验研究

研究了螺旋桨诱导的船体表面脉动压力试验预报值随空气含量变化的规律及螺旋桨模型空泡形态随含气量变化的规律,并与实桨空泡对比分析;探索了脉动压力试验预报与实桨测量值最接近的空气含量控制准则;比较了螺旋桨模型在船模伴流场和修正后的伴流场中工作时,螺旋桨诱导的船体表面脉动压力预报值及螺旋桨模型空泡形态,与实船测量观察结果进行对比,并就伴流场修正对螺旋桨诱导的船体表面脉动压力试验预报的影响作了探讨;研究了螺旋桨诱导的船体表面脉动压力的预报值随桨模试验转速变化的规律。     

用空气喷射法防止空泡腐蚀

空泡水筒中的模型试验显示通过位于导管表面的出口进入空泡区的空气喷射是防止螺旋桨导管受空泡腐蚀损坏的有效方法。只要空气供给不超过预防腐蚀所必须的量，则不会使推进效率明显减少，也不会便振动在幅度地增加。参照试验情况，只有直径为８米的导管螺旋桨的油轮，在转速为１００转／分时，需要空气（标准大气）的供给量约为１４米Ｆ＾３／分。更进一步的模型试验证明了，将空气通过从螺旋桨前端的呆木中伸出的管子喷射到桨盘处，     

无键螺旋桨液压安装的初始点

一绪言近年来,国内外新造船舶的螺旋桨几乎均采用无键液压联接方法,这种方法不但提高了螺旋桨的拆装工作效率,而且又可避免:(1)有键联接螺旋桨,因摩擦腐蚀在螺旋桨轴锥体大端的表面上产生发裂现象;(2)键槽周边发生挤碎和裂纹等缺陷;(3)高强度黄铜螺旋桨因对桨毂加热进行拆卸时,桨毂内部将产生较大的残余应力,故易在桨毂表面上出现应力腐蚀裂纹现象。由于无键螺旋桨液压安装在螺旋桨轴上时,其固定配合部位应具有足够的强度,以承受被传递的扭矩,为此,螺旋桨桨毂锥孔表面和螺旋桨轴锥体表面的机械加工要求较高,同时在套合前应用蓝油检查螺旋桨毂孔和螺旋桨轴锥体的配合情况,     

螺旋桨空泡及其诱导的脉动压力的数值和试验研究

对螺旋桨空泡及其诱导的船体表面脉动压力进行了预报分析,并在大型循环水槽进行了模型空泡观测以及脉动压力测试,将模型试验结果、数值预报结果进行了比较分析,讨论了空气含量对脉动压力的影响.     

新型船舶动力装置

表面驱动 传统的螺旋桨与桨轴都浸没在水中。表面驱动装置只有螺旋桨的桨叶浸入水中。桨轴及其支架都在水面上,它们不再产生附加阻力,而且改善了流经螺旋桨的水流,螺旋桨的工作效率大大提高。尽管二百年前发明的第一个螺旋桨以及此后密西西比汽船上的明轮都属于表面驱动一类,但并非为了提高推进效率,而是因为还未发明有效的轴封装置。 为了把表面驱动原理付诸实用,Arneson Drive在技术上实现了突破。该系统在尾构架后     

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。     

螺旋桨水动力性能计算粘性流体CFD方法的应用与研究

近年来,随着计算机技术的不断发展和计算能力的不断提高,计算流体力学成为预报螺旋桨水动力性能及获取船舶螺旋桨周围的粘流场等流动特征的一个重要手段。本文以DTRC 4119螺旋桨作为研究对象,介绍粘性流体CFD方法在螺旋桨敞水性能预报中的数值模拟流程。基于粘性流体CFD方法,对粘性流场中敞水螺旋桨的水动力性能进行预报,通过与实验数据对比,分析在不同进速系数下的推力系数、转矩系数、螺旋桨表面压力分布以及螺旋桨后尾流场等情况。根据结果的比较分析可知,基于CFD方法可以形象、真实地获知螺旋桨表面的压力以及尾部流场的分布情况。最后总结了在CFD数值模拟中应注意的问题。     

螺旋桨液压连接计算安装要求及步骤

文中介绍了无键螺旋桨液压安装规范、螺旋桨内外表面应力校核及安装、拆下方面的问题。     

基于结构化网格技术的螺旋桨定常空泡性能数值分析

为了研究定常状态下螺旋桨的敞水性能和空泡性能,采用基于粘流理论的CFD方法开展了系统地计算分析。采用结构化网格方案,将计算区域划分为两个计算区域,内域包含螺旋桨,并将桨叶表面以及桨毂表面的网格进行加密。通过将螺旋桨推力、转矩系数及效率等水动力特性参数的计算值与试验数据进行对比分析,验证了本数值方法的可靠性。利用多相流混合模型计算了螺旋桨的定常空泡性能,并简要分析了不同空泡数下的螺旋桨空泡性能,为以后预报螺旋桨空泡性能提供一种可行方案。     

舰船螺旋桨流体动力学计算

为研究螺旋桨水动力特性,以某船舶螺旋桨为研究对象,基于极坐标系建立水流时变力学模型,并将经典流动控制方程与水流时变力学模型相耦合对船舶螺旋桨水动力特性进行数值研究,获得螺旋桨不同位置处的水动力特性。计算结果表明:离转轴越远,其叶片表面压力系数越大。这是由于距离转轴位置越远,叶片速度越大,其表面水流动力粘度也越大,从而使得压力系数显著升高。     

导管空气螺旋桨的设计方法

简要介绍了导管空气螺旋桨的类型,基于动量理论、叶素理论和涡流理论阐述了加速型导管空气螺旋桨的设计方法,给出了一个基于该设计方法的设计实例,并将该设计方法的计算结果与试验结果以及其他方法的计算结果进行分析比较,计算结果与试验测量值吻合较好,进一步验证了该方法的可行性。     

气动推进方式在微型潜艇上的应用仿真

根据某型微型潜艇的动力参数要求计算并选择合适的气动马达及高压气瓶,利用SimulationX仿真软件建立了高压气瓶、气动马达、螺旋桨以及潜艇阻力的仿真模型。经过仿真计算得到该微型潜艇的水下航速及其续航力,以及螺旋桨转速、推力和转矩等一系列数据。认为,在推进装置质量减轻的前提下,气动推进方式能够为该艇提供满足要求的水下航速及其续航力。     

跨域无人平台水面垂直起飞动态特性数值模拟

[目的]旨在研究跨域无人平台从水面垂直起飞过程中平台的运动及动力学特性.[方法]采用黏流CFD方法结合重叠网格技术和多自由度DFBI(dynamic fluid body interaction)运动模型,针对跨域无人平台在水面垂直起飞至空中的跨域过程的动态特性,开展数值模拟研究.[结果]模拟结果显示:在垂直起飞过程中...     

自然通气降低导管螺旋桨空泡噪声试验和理论分析

我们已在文献中报导了通过导管24个周向分布径向孔,向螺旋桨叶梢部位人工低压充气(进口压力为2～3个大气压),可降低导管螺旋桨噪声达20分贝左右,当螺旋桨背面出现泡状空泡的强噪声源时,降低空泡噪声效果尤为显著,可高达30分贝左右。 本文继续研究,利用螺旋桨盘面上部的负压,采用自然通气,在导管上开一个孔、四个孔、八个孔向螺旋桨叶梢部位小气量通气降噪的试验和理论分析。试验证实:自然小气量通气在频率2～40千赫范围内可降低螺旋桨空泡噪声约4～12分贝左右。并从理论上分析了自然小气量通气后,可使空泡崩溃延缓;降低崩溃速度;降低辐射声能和声压;延长崩溃时间;结果可降低空泡噪声最高达15分贝左右,这与试验结果相当一致。虽然降噪幅度不及人工低压充气的降噪幅度大,但自然通气的最大优点是无需外加气源,因此更具有实用价值。试验还证实了不论是人工低压充气还是自然通气,不仅是降噪的非常有效的措施,而且也是抗剥蚀、减振的有力措施。     

流固耦合船舶舱室中低频噪声数值分析

文章介绍了封闭声腔结构区域内流固耦合声学有限元数值分析理论、方法和计算流程,并用该方法进行封闭区域内声学特性分析,应用于船舶舱窀噪声数值预报.文中计算考虑了船舶动力激励源引起的结构振动响应噪声、空调风口噪声源引起的空气噪声及舱室周围复合吸声材料.     

基于二次开发的CATIA三维建模在全垫升气垫船设计中的应用

全垫升气垫船的船体外形结构不再着重考虑水动力性能,而是采用浮箱结构,其折角面、断阶面与倒圆较多,另有垫升风机在浮箱上的出风开口等,空间形状复杂。此外还有风机、导管桨、空气舵、围裙等特种设备,适于用参数化软件CATIA作二次开发来进行三维建模。在CATIA中作了一些二次开发以方便建模,详细介绍了一条全垫升气垫船的三维建模过程,并就CATIA曲面展开功能在柔性围裙设计制造中的应用进行探讨。     

螺旋桨噪声的无量纲化研究

实船和船模的螺旋桨噪声存在一定的相似性,通过无量纲分析船模螺旋桨噪声可以预报实船的螺旋桨噪声。本文利用无量纲分析方法,得到影响螺旋桨噪声的一些因素,如雷诺数、桨直径、桨转速、频率、空泡数等。在此基础上对这些因素进行分析,并提出修正方法。     

两艘多用途船的螺旋桨设计研究

以2艘多用途船螺旋桨设计为例，运用螺旋桨理论设计与模型试验为手段，探索了特定条件下加大桨叶后倾角（增加桨叶梢与船底板间隙）、改变螺旋桨叶面积以及增加桨叶侧斜角对诱导脉动压力和效率的影响。结果表明：采用减小空泡裕度增加盘面比的措施，对降低脉动压力的效果最为显著；增大侧斜角措施的效果居中；通过改变后倾角增大叶梢与船底板间隙的措施，降低脉动压力效果相对要小一些。     

基于流固耦合的螺旋桨性能分析及参数优化

为了研究某型螺旋桨水动力及强度特性.首先建立螺旋桨实体模型,再在CFX中设置计算条件,运用CFD有限元方法计算与分析不同进速下螺旋桨的推力系数、转矩系数、敞水效率以及桨叶压力分布等水动力参数特性及其变化趋势;然后通过Workbench平台应用流固耦合方法,将CFX求解得到的螺旋桨表面压力载荷加载到螺旋桨结构强度分析模型上,对螺旋桨的强度进行计算.最后通过改变纵倾角和螺距对螺旋桨结构进行优化,并将仿真结果与原桨比较,结果表明适当增大纵倾角能增大螺旋桨强度,适当降低螺距能提高螺旋桨敞水效率、提高抗空泡性能并增大螺旋桨强度.     

导管参数对导管桨水动力性能的影响研究

基于CFD数值计算,计算19a导管与Ka4-70桨敞水性能。研究了导管长度,前缘形状以及导管与桨之间的间隙变化对导管桨敞水性能的影响。计算结果表明,导管能够改善螺旋桨尾流。对于导管长度,存在最优长度使得导管桨敞水性能最好。19a导管前缘形状是最优的,改变前缘形状会降低导管桨的敞水性能。当间隙在一定范围内,导管与螺旋桨之间间隙越小,敞水性能越好。非对称上下间隙对导管桨的敞水性能影响较小。