Directly coupled fluid structural model of a ship rudder behind a propeller

A computational method is presented that models fluid structural interaction problems for three-dimensional marine structures. Flow can be modelled with either potential or viscous incompressible flow. The structure deformation is modelled by a shell finite element formulation. The two fields are coupled by a domain decomposition approach that uses virtual surfaces to transfer information. A typical spade rudder has been modelled for steady-state three-dimensional problems in a free stream and in way of a propeller race. These computational models have been tested for mesh dependancy in both the fluid and structural domains as well as the virtual surface definition. The results show increased correlation to experimental data from uncoupled hydrodynamic modelling as well as detailed structural deformation. Of note is the variation in rudder stock bending moment from that utilised by classification society scantling rules.     

全回转舵桨推进装置和曲折轴系安装技术探讨

介绍了全回转舵桨推进装置和曲折轴系在安装中的体会与经验,为同类产品的安装提供一些有益的方法和经验．     

某拖船SRP1010舵桨修理策略及关键工艺设计

文章结合某船SRP1010舵桨修理,介绍了该舵桨特点和结构原理,就修理范围、方法、技术要求作了详细论述,并对修理中的关键工艺做了分析和设计。     

250T船艉液压工作平台系统设计

研制了一种用于舵叶和螺旋桨安装的250T船艉液压工作平台。该平台主要由行走台车、舵叶安装立架和螺旋桨安装立架等组成,以S7-300作为系统的控制核心,比例伺服阀配合位移传感器形成闭环控制,采用主从同步控制策略实现多缸同步运动,台车平台采用网格结构,并利用有限元法进行结构优化。     

Fluent在螺旋桨与舵附推力鳍数值模拟中的应用

动力系统是船舶的重要组成部分,随着船舶的高速化、大型化发展趋势,对船舶动力系统的性能有更高的要求,在船舶动力系统中,螺旋桨是一种具有复杂作用力的机构,舵附推力鳍是螺旋桨的尾流能量收集装置,对于改善舰船螺旋桨的水动力性能有重要作用。Fluent是一种计算流体力学CFD的数值模拟软件,广泛应用于各种机械设备如机翼、汽车、风力发电机扇叶等的流体动力学分析。本文首先介绍了Fluent的基本原理,采用面元法建立了螺旋桨的流体动力学模型,并基于Fluent对螺旋桨和舵附推力鳍进行了有限元建模和水动力特性仿真。     

CFD simulation of propeller and rudder performance when using additional thrust fins

To analyse a possible way to improve the propulsion performance of ships,the unstructured grid and the Reynolds Average Navier-Stokes equations were used to calculate the performance of a propeller and rudder fitted with additional thrust fins in the viscous flow field.The computational fluid dynamics software FLUENT was used to simulate the thrust and torque coefficient as a function of the advance coefficient of propeller and the thrust efficiency of additional thrust fins. The pressure and velocity flow behind the propeller was calculated. The geometrical nodes of the propeller were constituted by FORTRAN program and the NUMBS method was used to create a configuration of the propeller,which was then used by GAMMBIT to generate the calculation model. The thrust efficiency of fins was calculated as a function of the number of additional fins and the attack angles. The results of the calculations agree fairly well with experimental data,which shows that the viscous flow solution we present is useful in simulating the performance of propellers and rudders with additional fins.     

基于STAR-CCM+的潜艇舵翼水动力性能研究

潜艇舵在设计的时候并未充分考虑潜艇伴流以及螺旋桨的影响,导致实际上舵的水动力效果与设计值存在偏差。为了解这种影响的大小,利用Star-CCM+分析棱柱层、湍流模型、网格离散、定常与非定常方法对敞水舵计算结果的影响,并选择较佳的物理模型对SUBOFF潜艇上的单独舵、直航打舵以及斜航工况进行计算,并将水动力计算结果与水池试验值和风洞试验值进行比较,分析艇体伴流对舵翼水动力的干扰,更深入认识艇体对舵的水动力影响,为优化潜艇舵翼设计提高潜艇操纵性以及降低噪声提供了参考依据。     

操纵柴电舵桨合一全回转推进系统船舶值得注意的问题

此文对柴电舵桨合一全回转推进系统从原理上进行分析,与常规有舵船进行对比讨论柴电舵桨合一全回转推进系统船舶的操纵性能,为柴电舵桨合一全回转推进系统船舶操纵提供参考。     

全回转推进装置在双体起重船上的应用

本文主要介绍了全回转舵桨装置作为主推进装置在双体起重船上的设计、选型、布置及控制方法。     

高速无舵翼水下机器人运动控制研究

通过改进传统水下机器人体系结构中的执行层、控制层和感知层,提出了无舵翼水下机器人的运动控制系统,使得水下机器人的运动控制系统在保持原有精确定位的功能外,也能完成远距离高速航行等任务.具体的改变包括执行层中的推进器布置方式以及推力分配方案、控制层中的控制方法以及在感知层中加入局部目标规划器,这些改变解决了高速航行给无舵翼水下机器人带来的一系列问题.海上进行的对比试验和远距离长航试验,验证了无舵翼水下机器人在所提出的运动控制系统控制下是可以满足任务要求的.     

AQM US 205 FP型全回转舵桨液压系统原理及故障分析

针对神华黄骅港拖轮AQM US 205 FP型全回转舵桨液压系统控制原理和常见故障进行了重点分析,并结合故障实例,探讨快速解决舵桨液压系统故障的思路和方法。     

系列舵翼潜艇水动力系数数值计算及试验研究

操纵性水动力系数的准确计算和测量对潜艇操纵性预报及运动控制起着至关重要的作用。文中以SUBOFF为研究对象,基于切割体网格应用STARCCM+软件完成系列舵翼艇体阻力的数值模拟;采用基于三角形网格的面元法程序和循环水槽操纵性试验2种方法获得系列舵翼缩比模型(λ=2:1)的水动力系数,并研究不同Re下舵角水动力系数的变化趋势。结果与文献[1]对比,验证了STARCCM+对潜艇阻力性能模拟的可靠性以及2种方法获取水动力系数的正确性,为潜艇水动力系数的CFD数值模拟和操纵性预报仿真提供可靠的参考依据。     

新型操舵控制系统余度管理技术

为提高船舶操舵控制系统的可靠性,提出采用四通道余度管理技术,4套操舵控制箱互为备份,通过数据交叉链路和控制指令表决处理的冗余设计,当N(N≤3)套操舵控制箱发生故障下,保证系统还能正常运行并可靠工作。该技术在大型船舶自动操舵仪和无人船等领域具有良好的应用前景。     

新型操舵控制系统余度管理技术

为提高船舶操舵控制系统的可靠性,提出采用四通道余度管理技术,4套操舵控制箱互为备份,通过数据交叉链路和控制指令表决处理的冗余设计,当N(N≤3)套操舵控制箱发生故障下,保证系统还能正常运行并可靠工作.该技术在大型船舶自动操舵仪和无人船等领域具有良好的应用前景.     

单舵销半悬挂舵载荷计算

本文针对单舵销半悬挂舵在水动力作用下的受力情况,将舵装置组合体视为变截面细长直梁,并将变截面梁分割成几段等截面单跨梁。由单跨梁的弯曲理论,建立计算模式方程。通过舵设计数据计算,得出舵体上的剪力、弯矩、断面转角及挠度。     

舵系统的颤振计算与分析

为了研究舵系统水弹性特性,基于二元水翼线性颤振模型对舵系统的颤振特性进行数值计算与分析,计算结果与文献仿真数据较为吻合,验证了模型的有效性。利用该模型计算和分析频率比、重心、扭转刚度等线性参数对舵系统颤振的影响规律。此外,结合两自由度二元水翼任意运动时域水动力计算方法,对舵系统非线性颤振现象进行计算,获取传动间隙等因素对非线性颤振的影响规律。研究结果表明：减小质心到弹性轴的距离、增加舵的扭转刚度,有利于提高颤振速度;间隙等非线性因素的存在可能导致系统出现极限循环振荡,激发噪声,应加以控制。     

浅谈飞龙材料轴承在舵系中的应用

本文介绍了飞龙材料轴承的主要特性,并举例说明了舵系轴承的设计方法和安装方法。     

船舶螺旋桨机翼型桨叶周围粘性绕流的研究

此研究从N-S基本方程出发,采用亚格子尺度模型,运用大涡模拟方法,通过数值计算研究了船舶螺旋桨机翼型桨叶在低马赫数下的粘性绕流情况,其中包括创建模型、网格划分等,获得了速度场、压力场和涡量场等图像,对减小船舶阻力、降低振动噪声和提高船舶螺旋桨的设计水平具有十分积极的现实意义。     

舵几何参数对桨舵系统水动力性能的分析(英文)

In order to study the effects of geometric parameters of the rudder on the hydrodynamic performance of the propeller-rudder system,the surface panel method is used to build the numerical model of the steady interaction between the propeller and rudder to analyze the relevant factors.The interaction between the propeller and rudder is considered through the induced velocities,which are circumferentially averaged,so the unsteady problem is translated to steady state.An iterative calculation method is used until the hydrodynamic performance converges.Firstly,the hydrodynamic performance of the chosen propeller-rudder system is calculated,and the comparison between the calculated results and the experimental data indicates that the calculation program is reliable.Then,the variable parameters of rudder are investigated,and the calculation results show that the propeller-rudder spacing has a negative relationship with the efficiency of the propeller-rudder system,and the rudder span has an optimal match range with the propeller diameter.Futhermore,the rudder chord and thickness both have a positive correlation with the hydrodynamic performance of the propeller-rudder system.     

舵杆直径的选择及其与挂舵臂的匹配分析

单舵销半平衡舵的舵杆与挂舵臂的匹配设计需要提取的数据量较大,计算及优化过程也较为复杂。依据该舵系的力学模型所建立的电算方法,对舵杆与挂舵臂的强度匹配及其影响因素作较深入的分析,并从舵系的安装、舵杆的变形等角度提出了对舵杆直径的选择建议,得出的方法和结论可供参考。