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。     

36000dwt多用途船动力系统集成方案设计研究

根据36000dwt多用途船主推进系统任务书和船级社要求,基于船型参数,分别运用HydroC omp软件和Ship Power软件进行船舶阻力计算及对比分析,以获取船舶阻力;基于船舶阻力,运用HydroC omp软件进行船机桨匹配初始设计,以获取主机功率及螺旋桨最佳转速;综合考虑主机功率、螺旋桨最佳转速、初始投资、油耗、质量及功率储备等因素进行主机选型分析,以确定主机型号;基于主机型号及船舶阻力,运用HydroC omp软件进行船机桨匹配终结设计,以获取螺旋桨桨径、螺旋桨平均螺距、螺旋桨盘面比及螺旋桨效率等主要参数;基于船级社规范进行轴系初步设计,以确定轴系轴径并最终完成该船方案设计研究。研究结果表明,该方案设计不仅满足设计任务书要求,还可据此确定主机型号、轴系和螺旋桨的基本参数,完成动力系统的报价,进行主机、轴系毛坯及螺旋桨等长周期零部件的订货。     

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。     

导管螺旋桨削边研究和实践

常规螺旋桨应用削边技术进行船—机—桨的匹配已经十分成熟和广泛。但关于导管螺旋桨应用削边技术进行旧船的船—机—桨的重新匹配的实践较少。文章应用螺旋桨削边技术对导管螺旋桨进行削边,并取得了成功。     

常规螺旋桨设计要点分析

综合分析了在螺旋桨设计过程中需要考虑的一些重点问题及解决方法。螺旋桨的设计是一个系统工程,须结合船、机、桨三者匹配关系,结合船的功能需求,抓住主要矛盾,力求设计出较为满意的螺旋桨。     

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。     

螺旋桨转速与直径对船机桨匹配的影响研究

为了研究螺旋桨转速和直径对船机桨匹配的影响,以某149.8 m近海散货船为研究对象,采用NAVCAD软件进行螺旋桨匹配设计。针对设计过程中存在的实际问题,分析了低转速大直径和高转速小直径螺旋桨对螺旋桨推进效率及船舶的动力性和经济性的影响。结果表明：在柴油机额定转速时,低转速大直径螺旋桨比高转速小直径螺旋桨的敞水效率高,船舶动力性和经济性更好。     

基于CFD技术的机桨匹配初步设计

针对传统机桨匹配设计的局限性,提出将计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术应用到机桨匹配初步设计计算中。应用Fluent软件计算螺旋桨性能参数,在一定进速系数范围内进行机桨匹配。运用CFD技术预报螺旋桨性能参数,结果表明试验值与预报值的吻合度较高,该CFD技术可应用到机桨匹配实际设计中。将CFD技术应用到机桨匹配初步设计中进行实例计算比较,结果表明该设计思路具有一定的可行性。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

从节能角度探讨船、机、桨匹配问题

在设计螺旋桨时，选择不同的工况点直接影响船舶的经济性及可靠性，本文从节能的角度探讨船、机、桨匹配问题，以使船东能获得较大经济效益。     

某艇船机桨匹配的技术途径

本文根据某艇对快速性的要求，在满足有关标准规范要求的前提下，通过研究分析多桨艇旋桨负荷分配特性，提出了控制螺旋桨负荷分配的技术途径，并应用于实艇的设计中，有效地实现了船机桨良好匹配。     

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。