浅谈选用螺旋桨时应考虑的主要参数

船舶在水中航行时遭受到阻力,为保持一定的航速,必须供给船舶一定的推力以克服它所受到的阻力,推力是来自船上专门设置的一种设备,此设备称为推进器,推进器运转时必须消耗能量,所消耗的能量由船舶动力装置供给,所以推进器的作用是将船舶动力装置所提供的能量转化成克服水阻力、推船前进的推进功率,推进器的种类很多,有风帆、明轮、喷水推进器、z型推进器、直叶推进器及螺旋桨等。由于螺旋桨构造简单,重量较轻,效率也较高,因而被绝大多数船舶所采用。螺旋桨和船体、主机在船舶航行中构成了一个统一的“联动机”,由主机供给能量,使螺旋桨旋转…     

民用船舶螺旋桨重量制造允差探讨

<正>螺旋桨及主机装在船上通过船舶轴系连接成为一个复杂的联动机构。主机为机械能的发生器,螺旋桨为能量的转换器,螺旋桨将主机的旋转能转换为推力能,而船体则为能量的需求者,螺旋桨的推力能消耗于船体阻力做功。因此,船体-螺旋桨-主机之间能量转换及工作状态是相互牵制和相互关联的。理想的船舶螺旋桨设计就是对船舶在特定情况下选择效率最佳的螺旋桨。对于普通船舶,该特定情况指的是满载时以全速或用正常马力航行的情况。船舶在设计状态下航行时,不仅螺旋桨效率最佳,而且船体-螺旋桨-主机间的配合也十分完善。而船舶螺旋桨重量直接与船舶轴系惯性相关联,同时,在尺寸和几何特性形状不变的情况下,     

船舶推进中两种动态平衡的研究

为了明确船舶推进中功率、力等各物理量之间的平衡关系,正确使用船舶主机防止其超负荷提供相应的理论依据,文章分析了螺旋桨的推力与船舶航行阻力的动态平衡过程.推导了螺旋桨转速、船舶的航速、螺旋桨的相对进程以及螺旋桨所消耗的功率等各物理量之间的关系,即:当螺旋桨的相对进程一定时,船舶的航速与螺旋桨的转速成正比,螺旋桨消耗的功率与其转速的三次方成正比;而当螺旋桨的转速一定时,随船舶航行阻力系数的增大,船舶的航速将减小,螺旋桨消耗的功率将增大.最后,在上述理论分析的基础上,进一步讨论了螺旋桨的转速发生变化时,船舶的航行经济性问题.     

非对称深隧道中水流运动的特点

通过分析非对称隧道对螺旋桨来流和尾流受力情况的影响，说明螺旋桨来流中旋转运动产生的原因，指出螺旋桨尾流中旋转速度变化原因，在设计当中合理利用上述特点，提高推进效率。     

摆叶螺旋桨

为减少螺旋桨运转时所出现的空泡现象和水流的周期力对螺旋桨的作用,本文介绍了一种新型结构的调距桨,即这种螺旋桨在旋转一周过程中,在最大负荷区的叶片螺距减小,最小负荷区的螺距增大,也就是说,在螺旋桨旋转过程中,桨叶不停地往返小幅度摆动,从而使螺旋桨适于在不均匀的水流中运转。     

舰载直升机旋翼后向雷达散射截面分析

通过准静态法,建立计算模型,利用物理光学法和物理绕射理论,计算旋转螺旋桨在不同入射角下的后向RCS值,分析旋转螺旋桨的后向雷达散射截面与叶片扭角和叶片数量的关系。认为调整螺旋桨叶片扭角能改变RCS最大值出现方向;增减叶片可改变螺旋桨RCS变化周期,但不会改变RCS最大值。该研究结论对含螺旋桨飞行器的隐身设计具有一定的参考价值。     

自适应型螺旋桨

英一家螺旋桨制造厂,最近研制世界第一台自适应船用螺旋桨。这种螺旋桨推力大,可正反两向旋转,在螺旋桨旋转时,船舶航行平稳、改变航向灵活,并节省燃料。该技术在船舶建造业领域中,将有着广泛的应用前景。自适应螺旋桨桨叶是活动型,可根据水流的流向,和水流离心力的强弱,依据流体力学原理自动调节到平衡状态,使船体阻力减小,船体航行平稳。当倒车时,     

不均匀进流场下螺旋桨非定常力的数值模拟

本文基于STAR-CCM+对非均匀来流下的螺旋桨非定常力进行数值模拟,通过与试验值进行比较,分析了时间离散格式、单位时间步长螺旋桨旋转角度与网格密度对计算结果的影响。结果表明,在螺旋桨非定常力计算中,螺旋桨单位时间步长的旋转角度应为1.8°同时选取二阶时间离散格式,桨叶表面网格的边界增长率设定为medium就可以达到计算精度的要求。并在此基础上,对Suboff全附体潜艇模型下3个螺旋桨的非定常力进行数值模拟,分析桨叶个数以及桨叶侧斜对非定常力变化幅度的影响。     

新型桨后消涡助推叶轮敞水性能数值模拟

为了提高螺旋桨的推进效率,回收螺旋桨后大量旋转水流的能量损失,提出在桨后安装消涡助推叶轮,对螺旋桨和消涡助推叶轮组合系统进行敞水性能数值模拟,计算结果与螺旋桨敞水性能数值结果对比表明,加装消涡助推叶轮组合系统的推进效率提高9.113%。     

螺旋桨压力与舰船阻力之间的特性仿真分析

为解决螺旋桨旋转阻力对舰船行进速率造成的影响,针对舰船螺旋桨压力与舰船阻力之间的特性关系展开分析。以推力转矩指标为标准,确定伴流减额参量的实际数值条件,完成舰船螺旋桨的压力特性研究。在此基础上,按照裸船体所受的阻力影响,计算船舶行进的有效功率,再通过修正力学系数的方式,完成螺旋桨压力数值与舰船阻力间的特性分析。仿真实验结果表明,与传统阻力修正手段相比,应用压力特性分析方法后,WPI指标最大数值降低至53%,有效缓解了螺旋桨旋转阻力对舰船行进速率造成的抑制影响作用。     

基于有限元模型的船用螺旋桨桨叶应力分析

采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件建立静止域(舵、导管及船体)和旋转域(螺旋桨)的三维几何模型,在螺旋桨流场内求解雷诺平均纳维斯托克斯方程(Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations,RANS),由此对船用螺旋桨产生的推力和...     

波浪中螺旋桨推力变化的近似计算

螺旋桨在波浪中随船运动是前进、旋转和振荡三者的结合。本文近似计算波浪中桨流体动力性能相对于静水中性能的变化,将波浪中螺旋桨运动分解为旋转兴波和振荡兴波两部分线性迭加。利用Ｇｒｅｅｎ函数法,求解其兴波问题,给出桨推力的变化值。编制程序进行了系列数值计算。结果表明,波浪中螺旋桨推力系数变化值随桨轴浸深、桨升沉振荡频率和幅值而变化。     

船后螺旋桨空泡数值预报及试验对比

文章研究了湍流模型对螺旋桨空泡计算结果的影响,结果表明常用的湍流模型均可较好地预报螺旋桨空泡形态。采用RANS求解器,结合SST k-ω湍流模型和Sauer空化模型,数值模拟了船后螺旋桨空泡。用对称面边界条件处理自由表面,滑移网格技术处理螺旋桨旋转,时间步长为1°。螺旋桨空泡模拟结果与大型循环水槽试验结果进行了对比,虽然由于计算网格稀疏的原因没能捕捉到螺旋桨梢涡空泡,但螺旋桨空泡随空间角度的动态行为与试验观察结果吻合较好。     

双向行驶渡船同轴螺旋桨设计体会

介绍了双向行驶渡船采用同轴旋转螺旋桨的叶型选择、两只螺旋桨的功率分配、以及正倒车桨的效率比率如何确定,并介绍了在设计型线时所采取的有关措施。     

日本邮船开发节油装置成功安装在500艘船上

正日本邮船(NYK)集团公司、MTI有限公司和常石控股公司联合开发了节油装置MT-FAST。自2008年以来,已安装在500艘船上,节省约447 000吨燃料,减少二氧化碳排放约1 341 000吨。运营数据证明,该装置有效节省燃料。MT-FAST是一种多叶片装置,其可附装于船体上以提高螺旋桨的推进效率。当发动机旋转螺旋桨使船只向前移动时,螺旋桨吸入其前面的水并推动那水向后,从而产生推动船只向前的压力。然而,当把旋转动力转换成推进动力时,就产生降低推进效率的回旋流。MT-FAST附装在其螺旋桨     

螺旋桨敞水性能计算及堵塞效应研究

根据螺旋桨的投影原理以及其几何参数,用三维建模软件CATIA建立三维螺旋桨数值模型。根据计算流体动力学(CFD)原理,使用流体动力学软件Fluent对螺旋桨数值模型进行分析计算。采用RANS方法结合RSM湍流模型求解螺旋桨三维粘性流场,计算域的离散采用非结构网格方法,运用相对旋转坐标方法(MRF)来模拟螺旋桨的运动,以此求出该螺旋桨在常态以及堵塞效应下的流场特性,并将螺旋桨的数值计算结果与试验结果进行对比以确定该方法的适用性。最后研究堵塞效应的相关性质并将螺旋桨普通敞水性能与螺旋桨在堵塞效应下的敞水性能进行对比,得出堵塞效应对螺旋桨敞水性能的影响。     

CFD敞水螺旋桨性能计算分析

根据螺旋桨的投影原理及其型值参数,建立螺旋桨的三维模型。基于计算流体动力学(CFD)理论和CFD商业软件进行研究,采用分区混合网格方案和动网格技术及旋转坐标(MRF)方法,结合RANS方程和RNG湍流模型对螺旋桨三维粘性流动进行数值模拟,得到该螺旋桨的推力及其转矩。经与试验结果比较分析,证实该方法能实现对螺旋桨的敞水粘性流场模拟,预报其敞水性能。     

螺旋桨非空泡噪声数值计算方法研究

通过合理的区域划分,分别建立螺旋桨流场计算域与声学计算域,通过大涡模拟求解螺旋桨流场压力信息。利用Light-Hill声类比理论对流场压力进行变换,得到螺旋桨旋转域的面声源与体声源,由此计算整个研究域的噪声分布情况,并对螺旋桨非空泡噪声的指向性进行分析。利用试验值对计算精度进行验证,计算值与试验值对比结果表明,计算方法对螺旋桨非空泡噪声具有较高的预报精度。     

螺旋桨非空泡噪声数值计算方法研究

通过合理的区域划分,分别建立螺旋桨流场计算域与声学计算域,通过大涡模拟求解螺旋桨流场压力信息。利用Light-Hill声类比理论对流场压力进行变换,得到螺旋桨旋转域的面声源与体声源,由此计算整个研究域的噪声分布情况,并对螺旋桨非空泡噪声的指向性进行分析。利用试验值对计算精度进行验证,计算值与试验值对比结果表明,计算方法对螺旋桨非空泡噪声具有较高的预报精度。     

螺旋桨敞水性能计算及堵塞效应研究

根据螺旋桨的投影原理以及其几何参数,用三维建模软件 CATIA 建立三维螺旋桨数值模型。根据计算流体动力学（CFD）原理,使用流体动力学软件 Fluent 对螺旋桨数值模型进行分析计算。采用 RANS 方法结合RSM 湍流模型求解螺旋桨三维粘性流场,计算域的离散采用非结构网格方法,运用相对旋转坐标方法（MRF）来模拟螺旋桨的运动,以此求出该螺旋桨在常态以及堵塞效应下的流场特性,并将螺旋桨的数值计算结果与试验结果进行对比以确定该方法的适用性。最后研究堵塞效应的相关性质并将螺旋桨普通敞水性能与螺旋桨在堵塞效应下的敞水性能进行对比,得出堵塞效应对螺旋桨敞水性能的影响。