某轮艉部牺牲阳极保护阴极的设计探讨

文中根据某轮修理过程中发现舵叶、螺旋桨区域出现的腐蚀现象进行分析,并重新计算,选型、更换了此区域牺牲阳极,解决了该轮舵叶、螺旋桨区域防腐保护的问题。同时,结合船舶修理作业过程,对舵叶、螺旋桨区域的牺牲阳极安装中的一些问题进行了探讨。此文对其他船舶选型、安装牺牲阳极具有参考意义。     

螺旋桨切削叶梢与切削随边的利弊分析

航运多年的老龄船,它的船体及螺旋桨表面因污染而变得粗糙,使得螺旋桨的转速下降,影响船舶的航行性能.即使是定期干船坞检修,也很难恢复船舶的原有性能.如果要求配套的机械设备必须以原始转速运行,可行的措施是修正现有的螺旋桨,来调整负荷.一般说来,修正螺旋桨桨叶的方法有两种:一是削切螺旋桨叶梢;一是切削随边,以修正螺旋桨的实效螺距.     

梢载螺旋桨在实船上的应用

梢载螺旋桨是一种高效节能桨。简要介绍了ＣＬＴ梢载螺旋桨在１５０客位双尾船上应用过程，实船试用结果表明，梢载桨比常规桨具有明显的节能效果。     

大侧斜螺旋桨水动力性能预报

采用面元法预报大侧斜螺旋桨水动力性能,螺旋桨表面及尾涡面离攻衣四边形双曲面元、每个面元上布置等强度源汇和偶级子分布,对于大侧斜螺旋则言,桨叶采用常规的半多格划分方法在近叶梢处将导致大有弦比、大侧斜和扭曲面元上这容易使桨叶表面速度的计算结果不正确,甚至会导致迭代过程发散及计算失败,文中建立了一种“非常规网格”划分方法,能有效地解决大侧斜螺旋桨的计算和收敛问题,桨叶随这处理通过迭代实现非线性等压库塔条     

西江干线船用螺旋桨性能分析与对比研究

针对西江干线船舶螺旋桨匹配与效率的问题,利用Pro/E和CATIA分别建立了西江干线船舶螺旋桨和船体的几何模型,应用Fluent计算软件和Workbench平台,在考虑有船体干扰的情况下,对西江主流船型螺旋桨的水动力性能和结构性能进行了对比研究.通过对比分析3叶螺旋桨和4叶螺旋桨的水动力性能和结构性能,预报了2种螺旋桨在实际营运环境中的优劣.     

回转体尾部形状对导管螺旋桨的水动力性能影响分析

不同的水下航行器尾部线型的差异不仅会表现出自身不同的水动力性能,而且由于尾部线型的不同,也会引起尾部螺旋桨附近的流场发生变化,进而影响螺旋桨的推力性能.本文以尾部安装了导管螺旋桨的Myring型回转体水下航行器组合模型为分析对象,以计算流体力学为手段,通过调整回转体线形的控制参数尾部离去角来改变尾部外形,计算了不同航速下,4个不同尾部外形的回转体阻力与设置在回转体尾部的导管螺旋桨推力状态的变化,分析了尾部曲线形状对于导管螺旋桨推力性能的影响,并结合回转体自身的水动力性能变化,针对不同航速下的回转体尾部线型的选取提出了优选方案.     

桨叶剖面旋涡发放数值模拟研究

基于任意拉格朗日—欧拉方法(ALE),根据某发生唱音问题的螺旋桨的实际数据,截取螺旋桨在0.7R处的桨叶剖面为研究对象,建立该剖面与流体相互作用的三维单层网格有限元模型,并对桨叶剖面的旋涡发放现象进行研究,然后将旋涡发放频率的数值计算结果与经验公式结果和实测结果进行对比,重点分析了桨叶剖面的结构响应。数值模拟结果表明,桨叶剖面叶背和叶面都产生旋涡脱落现象,数值计算得到旋涡发放频率与实测值接近,桨叶结构存在应力集中区域,应力集中的位置和峰值变化规律与旋涡发放现象有关。     

螺旋桨无空泡噪声的研究

文中建立了一套时域范围内螺旋桨无空泡噪声的预报方法：将基于速度势的非定常面元法计算的螺旋桨表面压力分布作为无空泡噪声计算的输入量,采用声学FW-H方程的Farassat公式获得声压的时间历程,再通过离散傅里叶变换得出噪声的频谱图.通过对计算结果的比较和分析,得出螺旋桨在无空泡状态下,厚度噪声要比载荷噪声小得多,可忽略不计.载荷噪声和厚度噪声具有明显的指向性,载荷噪声声压级在桨轴方向最大,在桨盘面方向最小.     

超小型水下机器人通过狭窄隧道的水动力性能

采用动网格与滑移网格结合技术,以计算流体力学方法对超小型水下机器人通过狭窄隧道进行探测作业时的水动力性能变化进行数值模拟.计算结果表明:超小型水下机器人通过隧道时,狭窄的隧道使水下机器人周围的流场空间受限,会对其导管螺旋桨产生的推力造成十分显著的影响.刚进入隧道时,导管螺旋桨产生的推力会产生一个剧烈的波动,由于在隧道中,空间狭小,使得螺旋桨前方的伴流显著减小,其推力数值会变小.     

螺旋桨空泡及防止研究

螺旋桨是船舶普遍采用的推进器,其作用是将船舶主机发出的功率转变为推动船舶运动的推力,实现船舶的航行.随着船舶航速的提高和大功率主机的使用,螺旋桨会出现"空泡现象".当螺旋桨出现"空泡"后,会对螺旋桨的性能带来不同程度的影响,或者使航速降低,或者使桨叶材料受到损坏,这种损坏有时还延及桨后的舵、桨上方的船体板,或者使船体产生严重的振动和噪声.     

非均匀流场中螺旋桨水动力及噪声特性预报研究

根据螺旋桨的型值参数,在Fluent前处理器ICEM中建立流场的网格模型,采用计算流体力学（CFD）理论,结合雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程计算了螺旋桨的水动力特性.利用滑移网格技术对非均匀来流下的螺旋桨的水动力进行大涡模拟计算,并结合FW-H噪声模块对螺旋桨的无空泡噪声进行了数值预报.流场预报结果显示,流场的非均匀性导致螺旋桨水动力系数的脉动存在一定的周期性,且整个螺旋桨的水动力系数与单个桨叶之间存在一定的倍数关系;声场结果表明,低频离散噪声远大于高频噪声,噪声衰减速度随频率增大而减小,螺旋桨轴向和径向衰减速度随着距桨盘面中心的距离增大而减小,且轴向声压级低于径向两侧.     

叶顶间隙对喷水推进水力性能的影响

分别以设计参数相同的混流式喷水推进泵与轴流式喷水推进泵为对象, 基于剪切应力运输湍流模型、隐式多网格耦合算法与全结构化网格, 对4种不同叶顶间隙的水力性能进行数值模拟, 分析了叶顶间隙对喷水推进水力性能的影响, 研究了叶顶间隙影响程度与喷水推进器类型的关系。研究结果表明: 2种喷水推进泵的扬程、效率均随叶顶间隙增大而减小; 随着叶顶间隙的增大, 混流泵消耗功率先增大后减小, 当叶顶间隙为1.3mm时消耗功率最大, 而轴流泵消耗功率单调减小; 混流泵叶顶间隙变化引起的喷泵效率改变量不受流量影响, 而轴流泵效率变化量随流量增大而增大, 以较大叶顶间隙为基准, 且叶顶间隙变化量相同时, 混流泵效率变化较大, 轴流泵效率变化较小; 混流泵与轴流泵性能存在差异的主要原因是外形结构不同导致间隙涡对叶顶间隙泄流的作用大小不同; 当叶顶间隙由0.7mm增大至1.6mm时, 2种喷水推进器推力效率变化量在1%以内; 随着叶顶间隙的增大, 2种喷水推进器消耗功率的变化趋势与喷水推进泵相同, 且轴流式喷水推进器总推力、功率变化幅值大于混流式, 即混流式喷水推进器对叶顶间隙变化的适应性更好。      

非均匀流场中桨叶剖面设计方法

给出了非均匀流场中螺旋桨桨叶剖面的设计方法，提出了保持剖面空泡特征不变的等效运转曲线的思想，并创建了等效运转曲线的确定方法．基于等效运转曲线设计的桨叶剖面能有效地控制空泡范围和空泡类型，得到期望的空泡性能．剖面采用母型剖面方法来设计，进而可确定桨叶弦向环量分布，然后由升力面理论设计三维桨叶的几何形状．通过实例螺旋桨的设计，说明本方法是合理和有效的．     

船舶螺旋桨螺距修正的参数化研究

本文介绍了基于AutoCAD VBA船舶螺旋桨参数化螺距修正方法,主要包括针对毂径比和叶厚比进行修正、程序菜单和工具栏的设计,以及程序代码的自动加载等,列举了用VBA编写的相关程序。     

Design and Parametric Investigation of Horizontal Axis Wind Turbine

This research focuses on design and calculations for the horizontal axis wind turbine to fulfill energy demands at small scales in Pakistan. This is the design to produce about 5 kilowatts of electricity to share the load of average home appliances. Area chosen for this research is Pasni, Balochistan in Pakistan to build the wind turbine for electricity. Design values are approximated by appropriate formulas of wind energy design. In current research, turbine blade profile is designed by blade element momentum (BEM) theory. Warlock wind turbine calculator is used to verify the design parameters like wind speed, tip speed ratio (TSR) and efficiency factor. Effects of wind speed, wind power, TSR, pitch angle, blade tip angle, number of blades, blade design and tower height on power coefficient are analyzed in this research. Maximum power coefficient is achieved at a designed velocity of 6m/s. Design analysis is also performed on simulation software ANSYS Fluent. It is observed that designed velocity parameter of this research is very suitable for the turbine blade, so blade designing is perfect according to wind speed range.     

The Tip Leakage Flow Structure of an Axial Fan with Tip Clearance

Experiment and numerical simulation technique are used to investigate the tip leakage flow in an axial fan with tip clearance at the design condition. The flow field in the tip region of fan is measured using a PDA (Particle Dynamics Analysis) system. The flow is surveyed across the whole passage at fifteen axial locations (from the 100% axial chord in front of the leading edge to the 100% axial chord behind the trailing edge), mainly focusing on the outer 90% blade span. Both experiment measurement and numerical simulation indicates the leakage flow orig-inated from the tip clearance along the chord rolls-up into three-dimensional spiral structure to form leakage flow vortex. The interaction of leakage flow and main flow will produce the low velocity zone, and block the flow. The leakage flow almost occupies the most part of flow passage behind the trailing edge.     

导管对螺旋桨水动力性能的影响

以面元法为数值计算方法,采用双曲面元以消除面元间的缝隙.分别计算螺旋桨和导管,二者之间的影响通过迭代方法加以考虑.螺旋桨对导管的诱导速度在导管表面周向平均,导管对螺旋桨的诱导速度在螺旋桨盘面处周向平均,从而使导管周围和螺旋桨周围的非定常流动简化为定常流动.应用该方法编制了程序,计算了导管桨的水动力性能,进一步研究了导管的大小、形状、位置等因素对螺旋桨的水动力性能、表面压力分布、叶片环量分布等的影响.     

闭口肋正交异性钢桥面板应力分析

正交异性钢桥面板在车辆荷载作用下将产生极大的面外弯矩,由于桥面板与纵肋的相对厚度较小,这种面外弯矩将导致较高的弯曲应力进而使构件产生裂纹。用大型有限元分析软件ANSYS对正交异性钢桥面板在板．肋连接处的应力状况进行了数值计算。计算结果表明桥面板应力一般大于纵肋应力,可在横截面加设内横隔板以改善结构受力,同时帽孔尺寸不宜过大,设为25mm较为合适。     

潜艇螺旋桨直接辐射噪声的数值计算

采用计算流体力学与声学边界元方法相结合求解了潜艇尾部大侧斜螺旋桨的直接辐射噪声.与一般螺旋桨噪声计算不同的是,螺旋桨非定常计算时引入了潜艇尾部桨盘面的速度分布作为非均匀来流,能够提供更加真实的螺旋桨脉动压力源场.提取桨叶表面的声偶极源项后,采用边界元方法,求解FW-H方程,得到了螺旋桨空间测点的声压谱和总声级.桨盘面速度分布由全附体潜艇粘性流场数值计算得到,其可信性由艇体表面的压力系数与试验值的比较给予了验证.螺旋桨数值模型的可信性由敞水特性预报值与试验值的比较进行了验证.