冷藏集装箱船高效低激振力大侧斜桨系统试验研究

本文通过对３种集装箱船的１０只桨模的系统研究，找出了大侧斜桨的环量分布、纵斜、侧斜和叶剖面形状间的最佳配合；通过叶数对比试验和雷诺数影响试验，找到了一些叶数和雷诺数的作用规律。试验结果表明，按本研究设计的桨，比国外同类型桨的效率约高７％，激振力约低１５￣１６％。     

海事40 m级巡逻船理论螺旋桨设计应用分析

运用升力线、升力面以及面元法理论为海事40m级巡逻船设计新型螺旋桨。采用给定环量分布进行螺旋桨理论设计,并通过桨模敞水试验和实桨装船后的实船测试验证该桨的理论设计方法。实船测试主要通过2条相同船型的实船,分别加装图谱桨和理论桨进行航速、轴功率、艉部振动对比测试,用实船试航的试验数据对比分析理论桨相对图谱桨的性能指标。结果表明：采用理论方法设计的螺旋桨相对原来的图谱方法,与船型匹配得更加精确,实船的螺旋桨效率约提高2％;船体艉部振动约减小5dB。     

提高调距桨水动力性能预估精度的一个途径——计及桨毂的影响

由于调距桨桨毂内部需要安装转动桨叶角度的机构,其毂径比较常规桨者要大,因此桨毂的存在不仅影响近毂处桨叶剖面上弦向压力的分布,而且还影响螺旋桨的敞水性能。为此,本文提供了一个计及桨毂影响的升力面方法。桨毂的影响以布置在其表面上的面源分布来模拟,螺旋桨叶采用离散的涡格法来处理。计算结果证实了:桨毂的存在明显影响近毂处剖面的弦向压力分布,对于大毂径比螺旋桨计及桨毂影响后将有利于提高计算精度。     

对转桨敞水性能尺度效应的数值模拟与分析

本文基于RANS模拟与分析开展对转桨敞水性能尺度效应的数值研究。首先根据对转桨模型试验结果对计算方法进行了验证;然后将桨叶表面压力和摩擦力分布转换为叶剖面法向力和弦向力,对影响尺度效应的因素进行了分析。结果表明:压力的尺度效应不可忽略,主要导致实桨法向力及内半径弦向力减小;摩擦力的尺度效应仅导致实桨弦向力减小;二者的共同作用导致实桨推力变化不明显,而扭矩明显降低。     

基于Archard模型的桨毂轴承摩擦副磨损寿命评估方法

桨毂轴承摩擦副之间因磨损超过一定间隙后会导致调距桨装置出现调距、稳距功能降低或失效的故障。本文基于Archard模型提出了一种桨毂轴承摩擦副磨损寿命评估方法,其思路是先根据经验数据或试验数据,利用Archard模型确定桨毂的磨损因子,考虑该型桨毂轴承摩擦副的许用间隙、载荷条件等因素,结合其初始装配间隙的分布函数,通过仿真方法模拟调距桨装置调距次数的分布函数,进而对桨毂轴承摩擦副进行磨损寿命评估。     

舰船更换主机后的快速性预报

为了快速预报四桨舰船更换主机后的快速性,本文以规范法(螺旋桨的图谱设计)为基础,根据原舰船的设计工况和主机负荷数据,分别预报四桨同时工作、侧桨工作,中桨自由旋转和中桨工作,侧桨自由旋转时快速性,结果达不到设计航速;然后通过更换主机,再进行快速性预报,达到了预定的航速,获得了满意的结果。进而说明旋桨图谱设计法在舰船快速性预报的优越性。本文以四桨船为例,使用螺旋桨图谱设计法在舰船快速性预报进行举例,为相似类型的船舶进行快速性预报提供了方法,具有一定的理论意义与实际利用价值。     

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。     

低负荷工况下调距桨的使用

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理的使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。本文以低负荷工况为常用工况的某型船为例介绍了调距桨装置的设计,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

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.     

30kn排水型艇大侧斜桨设计研究

本文通过对３０ｋｎ排水型侧斜桨的设计研究，解决了在有设计桨存在的叶根面空泡剥蚀问题，同时也使亲的效率提高了约２％（３叶桨）和６．５％。本研究结果可用于最高航速３０ｋｎ左右的快艇。     

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。     

滑行艇静水阻力的估算方法

本文将国内诸滑行艇模型试验资料与D.T.M.B.62系列资料作了对比,发现尽管两者的艇型及试验条件都不一样,但在艇型主要因素间的某些关系及阻力特性方面有一定联系。若它们的L_σ/B_(σx)、A/2/3、X_g及F_n保持相同或相当,且β=13°～17°,B_(σT)/B_(σx)=0.7～0.8,A_σ=45.5％L_σ～48.5％L_σ,则可利用62系列的阻力资料,并引进 7％的修正系数,就可预报国内艇型的阻力性能。在F_n<4.2范围内,其估算结果是偏于安全的。 文中给出了滑行艇阻力估算图谱,其适用范围为L_σ/B_(σx)=3.0～7.0,A/2/3=5.0～9.0,F_n=2.0～4.0,X_g=8％L_(σo)。另外,还给出了双桨、三桨、四桨滑行艇的附件阻力因子,供设计使用。     

螺旋桨毂帽鳍水动力性能数值分析

为了预报毂帽鳍的水动力性能,采用计箅流体力学软件对粘性流场中毂帽鳍的敞水性能进行计算研究.模拟某型毂帽鳍在不同进速系数下的推力系数、转矩系数、螺旋桨桨叶表面压力分布和桨毂表面速度矢量分布情况等.通过加鳍螺旋桨与母型桨相关计箅结果的对比,得到:在低进速系数情况下,螺旋桨加鳍后使得推力系数上升、转矩系数下降,导致其效率有所增加;同时由于鳍的存在,改变了桨毂处水流的速度分布,使得原先围绕桨毂随螺旋桨方向旋转的水流沿着鳍向桨后运动而不在桨毂处汇集,从而减弱了桨毂涡流.     

“印度之星”轮全回转舵桨系统修复工艺

2007年6月"印度之星"轮进我厂修理,该轮装备有动力定位系统(即DP系统),船东反映左全回转舵桨机构在使用过程中有异响,机油系统进水,机油乳化;右全回转舵桨系统变频电球输出轴承烧损。要求我厂对左右舵桨系统进行拆检,彻底排除异常。本文详细讲述了全回转舵桨系统修复工艺过程,希望对日后同类型船舶的修复有一定的指导意义。     

串列螺旋桨的模型系列试验和图谱设计方法

本文是作者关于串列螺旋桨方面的研究报告之一,它探讨了串列浆的重要参数(包括桨距比、叶错角以及前后桨的直径、螺距分布和配合、叶型和叶轮廓等)对其性能的影响,发表了两组串列螺旋桨系列试验图谱CLB4-40-2和CLB4-55-2,并给出了用图谱方法设计串列螺旋桨的框图。 对于直径不受限制的情况:在(1/2)B_p≥4时,串列桨的效率比相近盘面比的普通桨略高,最佳直径减少4％以上;对于直径受限制的情况:在(1/2)B_p≥4时,串列桨效率皆较相近盘面比的普通单桨为高,其效率增加量随功率系数(2/1)B_p的增大或直径系数δ的减小而增加。     

低转速大直径桨肥大船的后体线型

本文论述了低转速大直径桨在肥大船上的应用,后体设计成隧道形状,并与大直径桨相匹配。由船模试验得知,桨径由5.78米增大至7.28米和8.39米,转速相应由每分120转降低至80转和60转时,在满载状态下可分别节能8.9％和12.6％。在压载状态下也可获得10％左右的节能效益。     

浅吃水肥大船尾型、伴流场与螺旋桨旋向配合的研究

本文主要介绍双桨浅吃水肥大船尾型、伴流场与螺旋桨旋向配合研究的主要结果。采用不对称尾鳍以控制伴流切向速度的方向获得了良好的效果,使外旋桨的推进效率比具有对称型尾鳍的提高7.8％左右,外旋时的推进效率比内旋时高4.7％。在改善伴流分布均匀度方面也可以通过修改尾鳍形状来实现,最后给出一种既有利于提高外旋桨的推进效率,且伴流分布均匀的尾鳍形状及其在No.2水池中所进行的伴流、阻力、自航及在循环水槽中进行的流线试验的详细结果。     

多块结构化网格在含附体水面船模粘性流场数值计算中的应用

本文使用RANS方程和剪切应力输运k-ω模型求解含附体的水面船舶粘性流场.整个计算域被分成很多区块,各个区块单独生成结构化网格,在包含不同附体部件的区块之间,网格是不匹配的,交界面处各流场变量由插值计算传递.计算中没有考虑自由液面的影响.从最后计算得到的桨盘面伴流分布结果来看,数值计算较好地反映了桨盘面流场的特征.     

适用于Kappel桨的面元法尾涡模型

Kappel桨在梢部剧烈弯折,这样的几何结构能够抑制梢涡的形成,起到梢部加载的作用。为了模拟桨叶弯折后对整个桨叶受力分布的影响,本文通过CFD计算分析几何尺寸相似的弯折三维翼和平直三维翼的剖面环量分布,并以此为基础就面元法分析Kappel桨时的尾涡进行修正。利用修正尾涡模型的面元法计算Kappel桨的敞水性能,与未修改尾涡面的面元法计算结果作比较,并就面元法计算Kappel桨的Morino库塔条件和等压库塔条件进行相关说明。     

均流中大型集装箱船桨舵干扰粘性流场的数值计算研究

应用FLUENT软件的滑移网格技术,实现了均匀来流中的桨舵干扰粘性流场计算。考察了桨推力、舵受力,桨舵周围的速度、压力分布。为尝试预报舵空泡性能,还考察了桨舵间距变化对舵面上的压力分布的影响,取得了与舵空泡观察试验一致的结果。本项工作为船后桨舵干扰粘性流场计算提供了基础。