实尺度喷水推进船拖泵工况数值模拟与分析

对于四泵推进的喷水推进船,在巡航工况时中间加速泵通常处于锁轴状态,其拖曳阻力的大小对喷水推进器的选型以及船泵机的最优匹配有着重要影响。然而,拖泵阻力很难通过船模试验的方法获得。为此,该研究在验证均匀和非均匀条件喷水推进器数值模型的准确性基础上,采用数值试验的方法对18节航速下某双泵推进喷水推进船的实尺度"船体+两台喷水推进器"系统带自由液面的流场进行了数值模拟,计算此时喷泵拖曳阻力及其所占船体阻力的百分比。以此喷泵拖曳阻力作为参考,对尺寸与上述喷水推进泵相近的某四泵推进喷水推进船的喷泵进行了选型和设计,并对该船在18节航速下加速泵拖曳阻力的大小进行了计算,进一步验证选型时拖曳阻力取值的合理性。为消除尺度效应的影响采用实尺度模型对"船体+四台喷水推进器"系统带自由液面的非定常流场进行计算,并探索了大尺度条件下船泵系统考虑自由液面和重力影响的非定常计算方法。     

我国第一艘二千马力浅海多用途拖轮下水

一艘“胜利221”号大功率喷水推进的二千马力多用途拖轮于一九八六年十二月二日在青岛造船厂码头顺利下水。这艘为胜利油田建造的非常规船,总长56米,型宽12.2米,型深3.7米,吃水仅1.6     

基于推力数值计算的喷水推进船快速性预报与验证

为实现对喷水推进船航速的快速、精准预报,基于ANSYS-CFX软件平台建立喷水推进器推力的计算流体力学(CFD)模型,采用分块六面体结构化网格离散计算域,采用稳态多参考系法求解雷诺时均的Navier-Stokes方程和SST湍流模型,对喷水推进器内的流场进行数值模拟.采用壁面积分法获取喷水推进器的等转速推力曲线,将其与船阻力曲线相叠加,通过求曲线的交点预报航速.选取可提供推进特性图谱的船A、带双级轴流式喷水推进器的船B和带混流式喷水推进器的船C为例,验证该方法的准确性.结果表明:船A配置的喷水推进器的推力计算值和航速预报值与厂商提供的数值吻合良好,船B和船C的航速预报结果均与实船试航值比较接近,最大偏差小于0.5 kn.结果验证了计算模型的可信性和适用性,进一步表明该方法可较好地指导喷水推进器厂商根据船舶所有人的需求便捷地选出合适型号的喷水推进器.     

300马力双喷管喷水推船

本文所论述的是通过300马力双喷管喷水推船的设计、实船试验、推进效率公式的分析对比以及与国内同功率喷水船主要性能的比较,阐明双喷管喷水推进船的推进效率与线型设计等问题。     

基于MFC对SIMULINK二次开发的喷水推进系统仿真

提出了使用MFC对Matlab/SIMULINK进行二次开发的方法,该方法是通过MFC编写程序驱动SIMULINK模型转换来的C++源代码而实现的。这既可以发挥SIMULINK仿真能力强的优势,又可以充分利用MFC编程的高效性、灵活性,提高仿真软件开发的效率。以某喷水推进船仿真程序为研究对象实现了MFC对SIMULINK的二次开发,得到了适用于该喷水推进船各种工况的仿真软件,并以回转过程与加速过程为例进行了仿真计算。     

喷水推进装置在大型高速公务船上的应用初探

船舶喷水推进装置具有推进效率高、噪音小、操作性能好等特点，其应用价值将越来越受到高速公务船设计者和使用者的重视。文中简要介绍了喷水推进装置的基本原理和结构；分析了喷水推进装置的优点；探讨了对行驶在中国海域大型高速公务船上应用喷水推进装置的可能性。     

自航条件下船泵耦合的喷水推进特性数值分析

为了研究喷水推进船航速及运动姿态对推进特性的影响,采用CFD方法,对不同航速和姿态下的一艘喷水推进三体船进行自航计算.研究发现,在不考虑姿态的变化时,随着喷水推进装置转速的提高,航速提高,喷水推进装置导叶通道内贴近吸力面一侧流动分离减轻,推进性能提高.当航速和转速不变,仅改变运动姿态时,随着艏倾的增大,喷水推进装置入口...     

一种新型喷水推进操纵装置

本文介绍了一种用于喷水推进船舶的新型操纵装置。它具有两种结构形式,分别适用于单泵和双泵喷水推进船。这种操纵装置既可作为控制面来控制船舶的航向,又可作为倒航机构使船倒航,还可在不改变主机运转工况下无级调节船的航速。最后介绍了此种操纵装置的模型试验结果。试验表明该装置能有效地控制船舶正倒航的航向和调节船舶的航速。     

喷水推进与螺旋桨推进的比较

我国于1956年曾制造了一批喷水推进船舶,现已用于各省之内河中。在运用过程中发生了不同的效果,有待于作进一步的研究。我国工农业大跃进后,各省内河均需大量的浅水船舶,故对喷水推进船舶作一深入的分析研究,实属必要。作者在本文中首先从理论上作了探讨指出了提高喷水船效率的一些方向;并举出实例,对喷水推进及螺旋桨推进作了分析比较,从而归纳出几点结论。本文共分三部份:(一)喷水推进的理论效率;(二)喷水推进与螺旋桨推进的比较;(三)结论。     

控制力约束条件下的喷水推进船鲁棒控制

文章研究了控制力约束(即具体硬件限制)条件下的喷水推进船航速航向鲁棒控制问题.以具体型号喷水推进器为例,根据功率-转速图谱和航速-推力图谱,提出一种推力-航速-转速的三元函数拟合分析方法;在此基础上,针对喷水推进船的航速与航向鲁棒控制问题,设计了航速控制律,并基于滑模控制理论设计了艏向控制算法.在航速与航向控制律的设计过程中,考虑到主机转速和喷口转角的硬件限制条件,通过对一艘喷水推进船的路径跟踪控制仿真,验证了所设计的推力函数和控制律应用于实际喷水推进无人艇的可行性.     

喷水推进船操纵性水动力导数影响的试验研究

采用数学模型进行船舶操纵性模拟是常用的方法，但喷水推进船航速高、回转时横倾大，还会出现侧滑现象，有必要开展操纵性水动力影响的研究。论文采用大振幅平面运动机构开展了高速单体喷水推进船的斜航、纯横荡和纯摇首运动的模型试验，在不同航速下对带有喷水推进的船体和裸船体进行水动力测试，分析了与上述运动相关的水动力导数。试验表明，高航速引起的船舶升沉和纵倾等运动姿态较大的变化以及喷水推进作用下船体产生的“虚尾”，使操纵性水动力导数受到很大影响。还发现该船在两个试验航速下都不具有航向稳定性，在总体设计时需要考虑初始尾倾，以消除喷水推进产生的不利影响，必要时需增加呆木或稳定鳍，用于改善航向稳定性。     

尺度效应对喷水推进系统进出口流场及推力影响分析

本文以喷水推进船为研究对象,采用数值计算方法计算不同缩尺比喷水推进系统的水动力性能。通过比较不同缩尺比喷水推进进出口的速度场和出口不均匀度,认为在缩尺比较大时,缩尺比对喷水推进进出口速度场影响较小。将模型尺度推力换算成实型推力时,引入无因次系数C,该系数会随着缩尺比的增加而不断增加。通过计算不同缩尺比喷水推进泵的C值,可以拟合出一条曲线,通过拟合出的曲线可以求出实泵的C值,最终可以将模型喷泵产生的推力通过相似换算得到实泵产生的推力。这对喷水推进装置的设计和喷水推进船的快速性预报具有重要的指导意义。     

ITTC规程下喷水推进三体船自航试验研究进展

2005年ITTC组织第24届大会上确认了高速船喷水推进性能预报试验规程,在此规程下国外学者对喷水推进船自航试验进行了大量研究,试验研究条件基本成熟;国内高校和研究所对独立泵试验研究有一定成果,但及时开展船体-推进泵联合系统自航实验研究迫在眉睫,针对喷水推进三体船的自航试验研究意义重大。     

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.     

高速水翼船

日本一家公司建造了一艘采用高速柴油机驱动的水翼船。该船最大航速为40节，船总长32米，宽11米，重约350吨，船体采用铝合金制造。船上装有4台2850马力的高速柴油机，采用喷水推进式驱动船航行。     

基于数值试验及实船试航的喷水推进器改型设计

采用基于雷诺时均法的SST湍流模型对"某轴流式喷水推进泵+进水流道+船体"系统进行数值计算,查找出了该喷水推进泵和进水流道设计存在的一些问题。依据该船体阻力、设计航速和主机功率等参数重新对该船喷水推进器进行选型,进而运用三元的方法对喷水推进泵进行设计,利用参数化设计的方法对流道进行设计。采用了数值试验的方法校核新设计的混流式喷水推进器流体动力性能,计算结果表明:新设计喷水推进泵和进水流道性能优异,并且能够较好地满足快速性指标。最后,对改进设计的喷水推进器进行了快速性预报和实船试航,试航结果表明新设计混流式喷水推进器推进航速超过设计航速9.4%,并且数值预报航速与试航结果误差为1.5%,这既验证了设计方法的有效性,也验证了所采用的数值模型的准确性。     

双燃气轮机齿轮并车的10350kW卡米瓦喷水推进装置

塞加尔快艇是几年前由由鲁尔逊威尔弗特(在威悉河附近的费格扎克)建造的。该艇动力装置独特,全功率时航速可达45节。推进装置由三台卡米瓦喷水推进器组成。两舷各有一台由MTU12V396TB83功率为1090kW柴油机驱动的80S62/6型喷水推进器;中间为一台大功率133S 62/6型喷水推进器,由两台阿     

喷水推进装置在船上的配置数与布置研究

针对船舶设计师关心的喷水推进装置装船应用的常见问题开展研究。首先从理论上推导了总功率相等的情况下,喷水推进装置的装船数量和总重量、占用尾板宽度与面积等的关系。然后根据实船应用经验的总结,从轴线高、尾板吃水、轴线间距等方面对喷水推进装置在船上的布置问题展开分析和讨论,得出了以下结论：增加配置数可以显著减轻重量,总重量之比是配置数平方根的倒数之比。提出应尽量减少尾板吃水以尽早消除附体阻力,并可通过增加尾鳍或分水锺以消除对船舶的航向稳定性的不利影响。这些布置建议可以使喷水推进装置与船体得到良好的匹配,发挥喷水推进的优势,提高喷水推进船的综合航行性能。     

一艘电力推进的多用途工作船

一、引言我国第一艘大功率可控硅(SCR)电力推进超浅吃水多用途工作船《胜利232》(见本期封面),已于1989年初完成海上试验后,交付胜利油田使用至今。《胜利232》船由天津大学“浅海轮研制组”研究设计,青岛造船厂负责全部施工设计和建造,并于1989年11月通过了青岛市经委组织的鉴定。该船采用SCR电力推进系统,实现了全船主、辅机共用电网,负荷按优先权自动分配,在各种推进工况下均能发挥全部功率,减少了全船发动机的装机台数和装机总功率。在超浅吃水的条件下获得了优异的推进、操纵性能和节能效果。二、船舶概况船级: ZCA OFFSHORE TUG/SUPPLY SHIP ZCM     

喷水推进三体船阻力与自航数值模拟研究

建立考虑纵倾角及重心升沉等姿态变化的喷水推进三体船阻力数值计算方法,并与船模拖曳阻力试验进行对比,再开展船模自航试验的数值模拟,分析数值计算与模型试验的误差。通过数值模拟可以进一步得到喷水推进器上各部件的受力情况、泵的流量、扬程及其他流场信息,为研究船体与喷水推进装置的相互作用影响规律以及喷水推进与高速三体船的总体匹配设计提供参考。