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。     

基于螺旋桨负荷特性的双桨船操纵性预报

通过对双桨船内、外两桨负荷变化情况及其对舰船回转性和回转速降计算结果影响的分析,提出了采用等功率法分别计算双桨船内、外两桨的转速、进速系数等,进而确定两桨的推力和转艏力矩,从而进行双桨船回转性和回转时速降预报.以某双桨船为例,分别用等转速法、等推力法和等功率法进行回转轨迹、回转时螺旋桨推力、速降和转艏力矩的计算.计算结果表明：采用等功率法与采用等转速法所得到的回转轨迹基本相同,较之等推力法所得到的回转直径的计算结果更接近实船实际情况;采用等功率法所得到的速降介于等转速法和等推力法之间,最为接近实船的实际情况.     

四桨船伴流场研究

与单桨船不同,四桨船各螺旋桨在运转过程中负荷不同.当前四桨船推进器的设计多以一个干扰因子来表征内外桨负荷差,而一个干扰因子难以反映内外桨负荷差产生的原因,因此往往给设计带来困难.本文使用CFD方法对四桨船内外桨负荷分配问题进行研究,首先以大连理工大学拖曳水池的PM06模型为基础进行不确定度分析,验证了该数值计算方法的准确性,然后对本文所研究的四桨船进行研究.结果表明四桨船內桨负荷大于外桨,且负荷差产生的原因主要有三个方面:(1)船体形状造成的船尾流场不均匀性对桨的影响;(2)内外桨在敞水中相互间产生的干扰;(3)内外桨之间的干扰在船尾不均匀流场中的合成.据此,本文将四桨船伴流分为三部分:原生伴流、干扰伴流和次生伴流,并计算了该船各部分伴流所占比例,以更好地指导四桨船的推进器设计.     

多桨船双臂支架空泡性能优化及其对螺旋桨空泡性能影响研究

水面多桨船舶在高速航行时,其双臂支架极易产生较强的不稳定的片状空泡,此空泡不仅会增加支架空泡剥蚀的风险,还会因为支架空泡的存在,加大伴流的不均匀性,从而增加螺旋桨叶片上空泡的不稳定性。本文采用新型双臂支架设计、加工、装配方法,在大型循环水槽内利用全附体船舶模型进行了双臂支架空泡性能优化的系列试验。试验结果表明,支架空泡性能对其角度的变化极为敏感,合适的支架角度不仅能显著改善支架本身的空泡性能,亦可改善螺旋桨叶片上的空泡特性。     

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。     

70000t散货船实船操纵性试验

本文简单介绍了国际海事组织有关“船舶操纵性暂行标准”的决议,并用７００００ｔ散货船的实验试航结果和仿真计算结果与之进行了比较。     

风帆助航船操纵性研究

文中首先建立了风帆助航船的数学模型,计算和分析了帆对船在风中的风速限界线和可自由操纵区的影响,利用最优控制理论推导出使船在风中回转战术直径为最小的操帆规律的近似公式。然后对风帆助航船在风中的回转性能进行了数值计算,研究了帆的位置对船舶操纵性的影响。结果表明,风帆助航船若帆的位置布置得当,且适当地操帆,则其在风中的船舶操纵性能比未装帆时要好得多。     

桨舵间距对螺旋桨推进性能影响的研究

利用CFD数值工具对原型以及减少桨舵间距后的布置进行数值模拟,量化其节能效果,并通过模型试验进行验证。CFD和模型试验结果均表明,减少桨舵间距对于提高螺旋桨推进性能有明显效果。以某3万吨级散货船为例,模型试验结果显示,减少桨舵间距0.5m后,收到功率降低3.1%,航速提高0.13kn。目前市场上运行的三大主力船型中,有相当数量船舶的桨舵间距仍有一定调整空间,表明这项研究成果具有良好的市场应用前景。     

一艘装有回转导管工作船的模型操纵性试验

本文用模型试验方法讨论了装有回转导管工作船的操纵性。对装有回转导管及装有舵的船舶进行了比较试验,同时也对三种不同面积的平衡叶及三种尾呆木切割状态进行了模型试验。通过分折可以得出如下结论:1.装有回转导管的工作船的回转性能比装有舵时为好,倒航时尤为显著。2.变化装于回转导管后面的平衡叶面积,对船舶回转性能无显著影响。3.在相同舵角下,装有回转导管的船舶在稳定回转时的速降大于装有舵时的速降,但在同一无因次角速度下,两者速降一致。4.呆木割除后,船的相对回转直径显著减小,小舵角时更为明显,但航向稳定性随之变差。     

某船可调螺距螺旋桨桨毂密封系统优化升级

在介绍可调螺距螺旋桨优缺点的基础上,结合中海油能源发展股份有限公司的应用实例,探讨并实施了某型号可调螺距螺旋桨桨毂密封系统的升级改造方案。试验结果表明:改造方案可行,且具有较好的借鉴意义。     

桨毂形状对螺旋桨水动力影响仿真

采用全结构化网格对桨毂进行计算流体动力学(CFD)水动力仿真,验证仿真方法的有效性,研究3种典型桨毂形状对螺旋桨敞水特性、截面压力分布和空化的影响。通过对比分析发现:圆弧形桨毂阻力最小,效率最优,桨毂形状主要影响叶根区域的流动;圆柱形桨毂叶根的压力最小,空化面积最大;圆弧形桨毂的抗空化性能最优。     

桨毂形状对螺旋桨水动力影响仿真

采用全结构化网格对桨毂进行计算流体动力学(CFD)水动力仿真,验证仿真方法的有效性,研究3种典型桨毂形状对螺旋桨敞水特性、截面压力分布和空化的影响。通过对比分析发现:圆弧形桨毂阻力最小,效率最优,桨毂形状主要影响叶根区域的流动;圆柱形桨毂叶根的压力最小,空化面积最大;圆弧形桨毂的抗空化性能最优。     

可调螺距螺旋桨舰船船-机-桨优化匹配

近年来,我国装备调距桨的舰船越来越多,但在调距桨的实际使用过程中还存在着船-机-桨难以全面实现优化匹配的情况,从而不能发挥调距桨的优势.基于船-机-桨的关系,结合调距桨的特点,提出了调距桨舰船任意负载下的最大允许航速以及减小油耗的计算方法,为该类舰船实现船-机-桨的优化匹配提供了参考.     

螺旋桨理论在IPG船侧斜桨设计中的应用

本文通过一艘ＬＰＧ实船侧斜桨的设计流体离螺旋桨理论（包括水动力设计、结构有限元应力分布计算及脉动压力预报）如何支撑了整个设计过程。依赖此理论及软件,设计中螺旋桨的诸参数组合更为灵活,与传统的图谱设计方法相比、桨的综合性能明显提高。对２２００Ｍ＾３ＬＰＧ船侧斜桨的设计方案,经第三方水池模型试验,其性能超过了国外提供的方案．     

Kappel桨与传统螺旋桨噪声对比试验

为检验Kappel桨的噪声性能,在海军工程大学空泡水洞进行背景噪声测量及2种桨模噪声对比试验.本次试验共设计16组工况,分别测量2种桨在无空泡和有空泡时的噪声.由测量结果分析可知,海军工程大学空泡水洞的声学性能满足试验要求,噪声信号在1~20 kHz范围内可获得较高的信噪比.无空泡时,Kappel桨与传统桨的辐射噪声相当;在相同转速空泡数σ_n下,Kappel桨的空化辐射噪声高于传统螺旋桨的,同时观察其空泡形态,与传统螺旋桨相比Kappel桨的空泡形态要为剧烈,表明在空泡性能方面Kappel桨要低于传统螺旋桨,在Kappel桨的设计过程中应综合考虑螺距与拱弧的关系以改善Kappel桨的空泡性能.     

考虑流固耦合作用桨毂形状对螺旋桨性能影响研究

基于STAR CCM+和ABAQUS软件,运用平均雷诺方程和SST k-ω湍流模型,建立一种基于流固耦合、可有效预报全浸螺旋桨水动力特性的数值计算方法。以标准模型DTMB P4381为网格验证对象,并对不同桨毂形状下的DTMB P4381水动力特性进行双向流固耦合计算,探讨圆柱形桨毂与球形桨毂对该无侧斜桨性能影响及作用机理。结果表明:考虑流固耦合作用能更准确预报螺旋桨水动力性能;桨毂形状对桨叶根部的流动影响明显,对桨叶表面压力分布的影响可延伸至0.5倍半径处,并且该影响随着进速系数的增大而增大。     

浅吃水肥大船螺旋桨出水概率的试验研究

作者选择了双桨浅吃水肥大船型SM-8426、SM-8427和16,000吨常规船型作螺旋桨出水概率的试验研究,初步建立了双桨肥大船型桨盘面处相对运动的测量方法。同时,用耐波性理论计算程序作了螺旋桨出水概率的计算。两者的结果是相当接近的,均表明浅吃水肥大船型的螺旋桨出水概率要比16,000吨常规船小。     

螺旋桨激励下船艉结构振动控制试验研究

[目的]对于船艉结构在螺旋桨激励下的振动控制问题,尝试采用隔振、阻振质量和阻尼涂层3种方法进行振动抑制.[方法]通过振动测试获得轴系?船艉耦合系统的振动传递规律,根据测试结果,针对艉后轴承结构实施振动控制,检验所提3种控制方法抑制振动的有效性.[结果]试验结果表明:受刚度变化限制,轴承座隔振降低中、低频共振峰值的效果有...     

三桨船船模自航试验分析

三桨船船模自航试验时不能确定各桨所克服的阻力，各桨的推力减额分数不能直接得到，使自航试验分析难以进行.本文提出了一个确定阻力分配系数的方法，试验分析结果说明本方法是合理的。     

长江中下游推船船队操纵性指数研究

本文在数据库的基础上简要论述了长江顶推船队的操纵性表征指数、测试方法及数值范围，给出了在初步设计阶段能用以预估船队操纵性的统计回归公式。