舰船回转过程中内、外侧螺旋桨负荷变化规律的新现象

在许多教科书中,螺旋桨推进双桨船在回转过程中内、外螺旋桨负荷变化规律均有如下叙述:回转过程中内侧螺旋桨负荷远大于外侧螺旋桨负荷.这个结论也被某些实船试验结果所证实.但新近完成的某双桨船的回转试验的多个实测结果表明:外侧螺旋桨负荷远大于内侧螺旋桨负荷.在上世纪90年代国内有人已发现过这一新现象,但当时无人记录和分析以进行研究.本文报告和分析了这一新现象.文章首先简要回顾了以往教科书和某些实船试航回转过程中内、外桨负荷变化规律;然后介绍了某新船回转试验的实测结果,论述了实测结果的可信性.本文着重探讨了导致这一新现象的主要原因,如船体形状、船的运动、内外螺旋桨的运动、桨与船的相互作用和桨与桨的相互作用等.     

船舶浮冰区回转运动一体化数值分析

针对极地船舶浮冰区纯自航回转性能，以体积力代替螺旋桨，考虑船体、浮冰、流体、螺旋桨和舵等因素，采用计算流体力学（CFD）和离散元方法（DEM）进行浮冰区极地船冰载荷和回转运动性能求解，开展无冰水域、不同密集度浮冰水域的双桨双舵极地船的回转运动数值模拟，分析极地船冰载荷和运动特性。极地船在55%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.60倍，在75%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.88倍。极地船与浮冰碰撞是随机的，船体在回转过程中所承受的载荷及运动特性具有随机性。     

中速艇回转性能研究

建立并求解了中速艇稳定回转的运动方程。对运动方程中裸船体和附体的水动力导数、舵作用力和力矩、多个螺旋桨对回转的影响进行了估算。以120t级渔政船为例，进行了稳定回转直径和横倾角的计算，并与实船扩式航结果进行比较。     

螺旋桨/船体粘性流场的整体数值求解

螺旋桨和船体是相互作用的,孤立地对螺旋桨或船体流场进行数值模拟均无法有效地对它们的相互影响进行研究.本文采用周向平均的混合面处理方法,实现了螺旋桨/船体流场的整体计算,计算结果和试验数据进行了比较,表明该方法能很好地模拟螺旋桨和船体之间的相互影响,从而揭示了真实螺旋桨和船体之间相互干扰的内在规律.本文研究结果为研究螺旋桨和船体相互影响提供了更加精确和实用的研究手段.     

基于减摇鳍辅助回转的船舶操纵性能研究

基于MMG分离式建模思想,考虑作用在船体、螺旋桨、舵、鳍的水动力作用,建立双桨双舵船舶四自由度非线性数学运动模型,对某船模在静水中的回转性能进行仿真分析,将单独舵控制的仿真结果与船模试验结果进行了验证和分析,并对比了单独舵控制和舵、鳍联合控制下的回转性能,结果表明鳍参与控制回转时能明显缓解回转过程中的横倾。     

高速排水艇回转性能估算

建立并求解高速排水艇稳定回转的运动方程。对运动方程中裸船体和附体的水动力导数、舵作用力和力矩、多个螺旋桨对回转的影响等进行估算。并以120t级渔政船为例，进行稳定回转直径和横倾角的计算，并与实船的试航结果进行比较。     

推进器激励船舶振动辐射声计算方法

文章在铁木辛柯梁的基础上,建立螺旋桨、轴系及船体耦合振动的数学物理模型,采用声极子模型计算各船体截面振动引起的辐射声压。计算分析了激励力直接作用到船体和经螺旋桨、轴系激励船体振动产生声辐射的差别,指出轴系振动对螺旋桨激励力激起船体振动并产生声辐射有着关键的影响作用。     

全回转拖轮运动建模与视景仿真

在对船舶运动分析的基础上,采用MMG模型建立全回转拖轮四自由度的数学仿真模型,以及船体水动力、螺旋桨力、风干扰力、流干扰力数学模型,采用四阶龙格库塔法对运动方程求解得到船舶运动轨迹和航向,并用Matlab/Simulink对其进行仿真。建立全回转拖轮视景操纵平台,完成远程中心控制系统。实现全回转拖轮基本平台的搭建,对全回转拖轮动力系统进行分析,对全回转拖轮进出港操纵训练以及船舶性能检验具有一定的实际应用价值。     

考虑船体声散射效应的螺旋桨噪声频域预报（英文）

为了分析船体散射效应对船尾螺旋桨声场的影响,结合点源模型和边界元方法提出任意边界条件下螺旋桨噪声的频域预报方法,该方法可以分别计算螺旋桨的入射声场和船体散射声场,定量评估船体的声散射效应。文中以5415船型和大侧斜螺旋桨为对象,首先基于计算流体力学模拟“艇+桨”的瞬态流场特征,然后考虑船体的声散射效应,计算分析螺旋桨的声场特征。结果表明：螺旋桨的散射声场与入射声场存在较大差异,考虑船体声散射效应后,螺旋桨声压低于入射声压,且其影响不可忽略。     

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。     

主动舵潜水三相异步电动机

主动舵是船舶动力定位和低速航行的重要设备,其电机及螺旋桨安装在船体舵叶的腹板中,见图1。采用主动舵可显著改善船舶操纵性能,减小船舶回转直径。万吨级船舶可用主动舵作3节左右的低速航行;也可用来抵消风     

高速水面战斗舰艇的推力减额推算

本文研究自由水面对高速战斗舰艇船型的船体一螺旋桨间相关推力减额特性的影响与使用，通过数学模型和一系列数值计算，试图阐明自由水面对船体－螺旋桨相关分量的作用原理。在研究叠模船体与螺旋桨之间以及自由水面波浪中船体与螺旋桨之间的相关作用时，应用了一种用高阶板法解算线性化的自由水面势流的计算程序ＳＷＩＦＴ，螺旋桨用一主动桨盘来模拟，盘的汇强由螺旋桨敝水试验测算的推力负荷系数确定，本船型具有倾斜的螺旋桨轴系     

論斜向来流对双桨船性能之影响和螺旋桨的側向力

由于船体的影响,双桨船的螺旋桨处于斜向来流的条件下运转。斜流造成螺旋桨叶工作状态的非定常性。本文研究了斜流对螺旋桨性能影响的各个方面。发现处于斜流中运转的螺旋桨的推力系数及扭矩系数都增大。若斜流角较大,则设计时有必要进行适当的修正,否则螺旋桨将处于重载情况下工作。主机不能达到预定的转速。不能发出全部功率及达到设计航速。推出了计算上述修正量的近似公式。此外,还发现螺旋桨在斜流中运转时,受到侧向力的作用。该侧向力可分为两部分:一部分处于斜流v_s并通过桨轴的平面内(L_n);另一部分垂直于前述平面(L_ξ)。前者是众所周知的侧向力;后者是由于桨叶处于非定常状态而引起的侧向力。这个侧向力就是引起某些单桨船自动进入回转的原因。因而得以解释某些船舶自动转入回转,并沿一定方向回转的现象。文中推荐了估算上述侧向力的近似公式,可以用来估算作用在螺旋桨上的侧向力的大小及方向。     

S集装箱船螺旋桨诱导激振力预报的试验研究

相对其它船型，集装箱船舶螺旋桨的功率密度较高，由其螺旋桨诱导的船体激振力引起船舶剧烈振动的可能性倍增。现介绍SSSRI预报螺旋桨诱导船体激振力的模型试验研究手段和方法，以S集装箱船舶螺旋桨为对象，给出实船螺旋桨诱导船体激振力水平的预报结果。     

主船体减振设计方法

本文旨在为控制主船体结构振动量级,避免结构损坏,保证船员和旅客的舒适性,论述了在方案设计阶段船体——主机——螺旋桨的最佳选配问题。其主要内容为: (1)主机激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (2)螺旋桨激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (3)主机和螺旋桨激励引起上层建筑振动及其控制方法。     

民用船舶螺旋桨重量制造允差探讨

<正>螺旋桨及主机装在船上通过船舶轴系连接成为一个复杂的联动机构。主机为机械能的发生器,螺旋桨为能量的转换器,螺旋桨将主机的旋转能转换为推力能,而船体则为能量的需求者,螺旋桨的推力能消耗于船体阻力做功。因此,船体-螺旋桨-主机之间能量转换及工作状态是相互牵制和相互关联的。理想的船舶螺旋桨设计就是对船舶在特定情况下选择效率最佳的螺旋桨。对于普通船舶,该特定情况指的是满载时以全速或用正常马力航行的情况。船舶在设计状态下航行时,不仅螺旋桨效率最佳,而且船体-螺旋桨-主机间的配合也十分完善。而船舶螺旋桨重量直接与船舶轴系惯性相关联,同时,在尺寸和几何特性形状不变的情况下,     

知识工程在全回转螺旋桨设计中的应用

对于全回转螺旋桨结构部件数量众多造成建模效率不高,以及设计者的知识经验等的限制,提出了将知识工程应用于全回转螺旋桨设计的方法。该方法以Virtual C++6.0为开发平台对SolidWorks进行二次开发,获取全回转螺旋桨设计的知识库,在标准化的同时实现全回转螺旋桨的智能化快速建模,提高设计效率。通过全回转关键部位回转支承轴承的设计样例表明,知识工程结合全回转螺旋桨的二次开发,可建立标准化模型,减少设计中出现的错误以及对设计者设计经验的依赖,提高设计与建模的效率。     

知识工程在全回转螺旋桨设计中的应用

针对全回转螺旋桨结构部件数量众多,其建模效率以及建模的准确性受到设计者知识经验的限制,提出了将知识工程应用于全回转螺旋桨设计的方法。该方法基于全回转螺旋桨设计的Access知识库,以Virtual C++6.0为开发平台对SolidWorks进行二次开发,实现智能化的全回转螺旋桨的设计与快速建模,提高了设计效率。根据全回转关键部位的设计实例,表明知识工程技术融入全回转螺旋桨的设计流程能够快速建立标准化模型,解决了设计建模中出现的问题,缩短了建模周期,提高了设计与建模的效率。     

波浪中船舶操纵性数值预报及自航模验证

基于统一理论,考虑横荡、纵荡、艏摇平面三自由度操纵和横摇耦合,建立四自由度模型,按照MMG模型将船体上的力分为船体力、螺旋桨力和舵力,采用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶在波浪中的操纵性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过对比仿真数据与自航模试验数据,验证了模型的准确性。预报了在不同波浪工况下的船舶操纵性,验证了二阶力是船舶回转漂移的主要原因。比较了不同波高对船舶在波浪中操纵性的差异,研究结果表明:波高越大,船舶回转的纵向和横向漂移越明显,并且Z形试验中的第1超越角和达到时间越长。     

空泡螺旋桨诱导的船体脉动压力预报

本文用空泡预报的结果,在桨叶面和尾涡面布置强度已知的源汇和偶极子,计算了空泡螺旋桨诱导的脉动压力.真实的船体表面形状可以通过在船体表面布置偶极子来考虑,求得船体表面的偶极子强度后,通过Bernoulli方程可得到船体表面的脉动压力.为了便于同已有的试验数据进行比较,本文计算了空泡螺旋桨诱导的平板脉动压力.