郭氏导管的设计——最佳导管系的实际选择法

(一)设计及计算的基础事实上,欲求得导管及导管推进器最合宜而有系统的实际方法系与设计没有导管的推进器的方法甚为相似。为了必须要能适用于一切不同的情况;因此,作用于导管的一些系数,如有关导管、导管断面、导管推进器的尺度、形型比例、以及导管加导管     

船用导管系有系统试验的结果

总论这工作是以 B 系(B 4-55)推进器置于导管内进行单独试验,而有系统的改变导管形型。与通常有系统变化的推进器系同样的将“推进器+导管”系单独试验结果根据每个导管形型给出它的 K_s—K_m—λ图表。藉图表之助,可直接找出最佳的“推进器+导管”系,同时有可能与无导管的推进器比较效率。讨论于导管推进器处决定传导速度的方法。研究于单独试验“推进器+导管”系所决定的各种参变数影响的重要性。最后,为以涡流理论进行导管中无空泡现象的     

无人艇集成电机推进器设计及流体动力数值仿真

为了给现有水面无人艇提供可靠和具有经济性的动力来源,设计一种集成电机推进器来替代传统推进器。该推进器采用永磁无刷直流电机设计,是吊舱推进器和导管螺旋桨的集合。分别采用Ansoft Maxwell上的RMxprt模块对电机进行参数化设计,通过移动参考系法(MRF)和滑移网格法(RBM)对集成电机推进器的流场进行仿真。计算结果表明,采用多极数和多槽数电机设计的有桨毂型集成电机推进器具有更低成本和可行性;由于其不存在叶梢间隙,相比于采用相同螺旋桨的导管桨轴向诱导速度偏低,推力和效率不如导管桨。     

波浪推进器

1990年5月,苏联黑海舰队在海军军舰上对Ю·Ф·先基诺伊工程师研制的一种波浪推进器进行了试验。先基诺伊工程师研制的波浪推进器是两对相同的叶板。它们分别安装在船头两侧。每对叶板中,有一个是测风器叶板,它在任何时候都能顺着水流进行运转(水流的矢量取决于船只运行的方问、波浪运动的方     

基于CFD扇翼推进器敞水性能预报分析

为解决现有水下潜器系统组成复杂、丢失后难以搜寻等问题,借鉴扇翼飞行器理念,提出扇翼推进水下潜器的新概念,弥补现有水下潜器的不足.针对扇翼推进水下潜器的核心装置扇翼推进器的敞水性能问题,运用CFD方法对比分析了一定的来流速度下,扇翼推进器和可倾斜轴导管桨在定深直航工况下,产生同等负升力和推力条件下的敞水效率.结果表明应用在高升推比的水下潜器上时,扇翼推进器的敞水效率远高于可倾斜轴导管桨,一定程度上论证了扇翼推进水下潜器概念方案的可行性.     

无轴轮缘推进器电机与水力部件耦合优化设计研究

针对目前无轴推进器电机与水力部件设计时多未考虑两者耦合的问题,本文提出两者耦合的优化设计方法.采用多参数非线性优化方法,基于电机和导管螺旋桨设计理论公式,并考虑无轴推进器电机转子的直径等同于螺旋桨内径加上叶梢间隙,以及螺旋桨输出转矩加上间隙的摩擦转矩值作为电机输入转矩的关系,建立了一种新型优化设计模型,通过优化方法进行迭代分析,利用5.5 kW无轴推进器进行方法验证.研究结果表明,所提出的优化方法有效地考虑了无轴推进器电机与水力部件的耦合关系,可对推进器效率进行综合优化.     

导管桨方位推进器无空化噪声数值预报研究

为了准确计算导管桨方位推进器水下辐射噪声,文章以非均匀进流条件下实尺度导管桨方位推进器为研究对象,采用扇声源方法结合边界元方法对导管桨方位推进器无空化噪声进行了数值预报,并分析了导管桨方位推进器不同部件噪声对总噪声的贡献。结果表明:壁面脉动压力幅值最强位置主要集中在桨叶的导边以及导管内壁面靠近桨叶叶梢的部分;径向测点声源级最大值对应的频率为叶频,轴向测点噪声在三倍叶频处声源级最大;静止部件噪声是径向测点噪声的主要贡献者,旋转部件噪声是轴向测点噪声的主要贡献者;导管桨方位推进器总噪声对应的宽带声源级指向性呈椭圆形;采用扇声源方法结合边界元方法能够预报导管桨方位推进器无空化噪声,为导管桨方位推进器的噪声性能评估提供一个新方法。     

基于凹槽结构的泵喷推进器梢涡控制效果及计算方法

为了降低泵喷推进器的辐射噪声,借鉴航空发动机"处理机匣"技术,在泵喷推进器导管内壁上开设凹槽结构,达到降低泵喷推进器转子梢涡强度、抑制梢涡空化的目的。针对某型泵喷推进器,采用结构化网格,对比分析了无凹槽和有凹槽喷泵喷推进器的梢涡强度,结果显示,导管凹槽能够有效削弱梢涡强度;分析了湍流模型、网格数量和时间步长对计算结果的影响,初步建立了导管凹槽梢涡抑制效果的数值计算方法,研究结果为泵喷推进器梢涡控制提供了新的技术路径和技术支撑。     

基于凹槽结构的泵喷推进器梢涡控制效果及计算方法

为了降低泵喷推进器的辐射噪声,借鉴航空发动机"处理机匣"技术,在泵喷推进器导管内壁上开设凹槽结构,达到降低泵喷推进器转子梢涡强度、抑制梢涡空化的目的。针对某型泵喷推进器,采用结构化网格,对比分析了无凹槽和有凹槽喷泵喷推进器的梢涡强度,结果显示,导管凹槽能够有效削弱梢涡强度;分析了湍流模型、网格数量和时间步长对计算结果的影响,初步建立了导管凹槽梢涡抑制效果的数值计算方法,研究结果为泵喷推进器梢涡控制提供了新的技术路径和技术支撑。     

全回转吊舱推进器动态转舵力矩数值预报研究

吊舱推进器兼备推进和操纵功能,可在水平面上实现360°全回转。论文基于黏流理论,采用双重滑移网格技术,在指定的吊舱推进器回转与螺旋旋转运动模式下,构建动态转舵力矩数值预报方法。研究表明：与来流速度相比,转舵速度对转舵力矩的影响很小,当J=0.5时,转舵力矩在260°附近出现最大值,力矩系数为2.384×10^-3;转舵力矩存在2个响应频率,分别为轴频4.17 Hz和叶频20.8 Hz。研究成果对吊舱推进器转舵系统的设计具有指导意义。     

泵喷推进器抗空化性能分析

为改善泵喷推进器抗空化性能以提高舰艇推进器空化初始航速,在验证所用方法可信性的基础上,运用三维反问题设计方法及计算流体力学方法对某排水型船进行泵喷推进器大样本优化设计。结果表明:泵喷推进器低压区的存在形式有3种,即大面积存在、局部存在、在叶片导边和导管进口外壁面呈线状分布;从尺寸选型、叶片负载分布、毂径比、入流角4个方面进行优化设计后,泵喷推进器抗空化性能明显提高。所总结的优化设计方法同样适用于泵喷推进器及导管桨等类似结构推进器的抗空化性能改善。     

单桨、导管桨和泵喷推进器的水动力性能和流场对比研究

单桨、导管桨和泵喷推进器是水下航行器常用的3种典型推进器。论文在某型前置定子式泵喷推进器模型的基础上建立了2种新的模型，分别为只包含转子的单桨模型和包含转子、导管的导管桨模型。基于分离涡模拟方法，对这3种模型的水动力性能、流场进行了对比研究。结果表明，相对于单桨和导管桨，泵喷推进器的水动力性能有明显提高。此外，前置定子对转子叶片上的非定常载荷有较大的影响，改变了其幅值和频率特性，而导管对转子叶片上的非定常载荷影响较小。单桨和导管桨转子叶片上激振力的特征频率是转子的通过频率，而泵喷推进器转子叶片上激振力的特征频率是定子的通过频率。论文的结论对水下航行器的推进器选型和水动力性能研究有一定的工程指导意义。     

封面说明

封面所示的船尾节能装置,系交通部上海船舶运输科学研究所研制,安装于江南造船厂为美国LASCO公司制造的6.4万t级散货船“中国光荣”号上(见左上角)。该装置由前置导管和舵球组成,舵球焊在舵上,其中心线与尾轴中心线重合,舵球最大直径是桨毂直径的1.527倍,长度为4倍;前置导管由左右两半环组成,装于螺旋桨前纵舯剖面两侧,下缘在尾轴管中心线稍偏上处,上缘焊于船底,短径约为螺旋桨直径的0.4倍,长径为0.664倍。     

扭矩平衡式水下机器人推进器研究

某些水下机器人横向尺度较小,往往与其主推螺旋桨直径处于同一量级;螺旋桨旋转所带来的扭矩会使机器人产生明显的横倾;所以,在水下机器人的推进器设计过程中就必须考虑保持机器人的纵向稳定性.该文就此问题提出了一种集成式扭矩平衡推进器,该推进器利用与保护导管相连的后置定子产生反扭矩来平衡螺旋桨旋转产生的扭矩,导管、导管支架、定子与驱动主机集成为一体,推进器整体无扭矩输出,通用性强.此后给出了推进器的理论设计方法及过程,应用面元法理论对所设计推进器进行了水动力性能计算分析.最后讨论了定子各参数对推进器性能的影响.     

增加船用螺旋推进器使用期限的方法

钢质螺旋推进器在运用时由于耐久性较差会使海上船只受到大的损害。由一系列经过较短使用期限的钢质螺旋推进器得出的结果很明显地指出:螺旋推进器的损坏过程不但与锈蚀过程有关,且与锈蚀和机械(空泡,浸蚀)这两个因素的同时作用有关。同时,这些因素中的各个因素单独所起的作用,随着螺旋推进器种类及运用条件的不同,也就大有区别。在大多数情况下,螺旋推进器的使用期限或由制造所用材料的耐锈蚀性。     

船用螺旋推进器制造的公差

近来,由于大家对船舶推进问题的重视,引起了对船用螺旋推进器制造方法进行钻研,有个别先进的造船厂在工程师的指导下进行了一些操作上和技术上的革新,完成了能够符合设计要求的幅变螺距的推进器和机翼截面的推进器的制造工作。基本上改变了过去对推进器制造不关心的态度,这是值得高兴的。为了更进一步的提高技术,以保证满足设计所要求的推进效率,我认为有提出船用螺旋推器制造的公差问题的必     

基于ANSYS的无轴推进器模态及谐响应分析

为了分析无轴推进器机械结构本身的振动特性,在对无轴推进器三维模型进行合理简化的基础上,借助有限元分析软件ANSYS Workbench进行无轴推进器的模态分析;在得到整机固有频率以及相关振型的基础上,进行无轴推进器的谐响应分析,分析在一定范围内激励载荷作用下整机的响应情况。研究结果表明：无轴推进器整机除刚体模态外最小固有频率为80.23 Hz,高阶模态基本为桨叶局部模态,桨叶本身出现扭转、摆动等振型;在无轴推进器整机第2阶固有频率附近应力、变形以及振动加速度频谱图均出现峰值,以桨叶为例,最大幅值依次为0.37 MPa、12.57 mm、3.2×106 mm/s²,因此在实际运行中需要避免在80 Hz附近以及高频负载下工作,为整机性能预测和优化提供了依据。     

降低导管推进器噪声的措施

推进器噪声的主要来源通常是螺旋桨空泡，但减少推进螺旋桨空泡的传统方法不一定适用于导管推进器。文中阐述了减少推进器噪声的必要性及其措施，研究结果表明，设计适当的弹性安装的推进器与浮筑地板相结合，可降低噪声20-25dB（A）。     

SPJ220T型喷水式推进器

SPJ220T型喷水式推进器是德肖特尔公司为德国海军和瑞典海军舰船开发的一种具有划时代特征的船用喷水推进设备。设备工作原理:叶轮通过吸水的喇叭口吸进水;吸进来的水通过叶轮变成强制动能送进扩散器;水的动能通过导管送到箱内转换成压力能;压力箱内的水从底部外板的喷嘴以13°的角度喷出。该推进器在安全系数S_t=1.0时,输入功率1000KW,转速     

基于STAR-CCM+的无轴轮缘推进器水动力性能分析

无轴轮缘推进器（RDT）是一种振动噪声低、推进效率高的集成式电机推进器,具有广阔的应用前景,对其开展水动力研究有重要意义。本文基于STAR-CCM+,采用Realizablek k-ε模型完成RDT水动力性能的仿真计算,并将计算结果分别与RDT模型的实验结果和常规导管桨的敞水性能CFD值进行对比分析。