泵喷水推进器研究进展

分析泵喷水推进器的基本工作原理及其与系统的匹配;重点讨论泵喷水推进器高效率的实现所涉及的设计问题、现代分析方法与结论以及推力计算领域的内容.介绍泵喷水推进器在转向和倒车领域的问题及发展潜力.     

喷水推进器进口流道水动力性能分析

[目的]研究喷水推进器进口流道主参数对其性能的影响,为喷水推进器设计提供依据.[方法]基于STAR-CCM+商业软件,通过定常雷诺平均NS方程(RANS),数值模拟分析不同进速比(IVR)工况下喷水推进器进口流道轴线高度和进流角度对其水动力性能的影响,并根据国际拖曳水池会议(ITTC)的不确定度分析规程进行数值不确定度...     

吊舱式电力推进船舶螺旋桨匹配设计仿真研究

在国内,吊舱推进器的设计还处于理论起步阶段,尤其是吊舱推进器螺旋桨,其设计方法尚未成熟,而螺旋桨的设计对于整个推进系统推进性能的影响又尤为关键,关系到船—机—桨匹配的综合推进性能。为此,采用常规螺旋桨敞水特性图谱等效设计POD螺旋桨参数的方法对吊舱推进器螺旋桨进行设计,分析吊舱式推进船舶船—机—桨的匹配性能。为了提高设计效率及优化推进系统的推进性能,针对吊舱式电力推进船舶,采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数,同时基于LabVIEW图形化编程语言开发船—机—桨匹配数值分析软件以对设计参数进行静态匹配计算,并与母船的推进效率进行对比,选取最优化的螺旋桨参数作为POD螺旋桨参数,以优化推进效率。研究结果表明：采用常规螺旋桨等效设计方法设计POD螺旋桨参数的方案,同时结合开发的船—机—桨匹配数值仿真分析平台,可以方便、快捷地对吊舱式推进船舶进行船—机—桨匹配分析计算比较,提高推进性能。     

基于有限元的船用推进器传动齿轮强度计算方法的研究

将主机功率传递到螺旋桨的螺旋伞齿轮的强度计算是一件非常复杂,需要考虑的影响因素非常多,尤其要考虑到螺旋桨在船后不均匀流场中的受力,计算量也非常巨大,所以传统的齿轮强度计算方法几乎都是使用经验并结合原始理论的一套计算公式。伴随推进器的功率密度越来越高,齿轮的强度要求也越来越复杂,传统的经验公式校荷办法已经不能完全保证其强度的要求,本文将介绍有限元分析运用到齿轮强度校荷的领域,不仅可以将大部分影响因素都考虑并施加到计算过程之中,而且能够快速的对齿轮强度进行校荷,并且准确性能够得到工程实践的验证。     

综合电力推进系统总体设计分析

通过对综合电力推进系统的优点介绍,阐述了船舶电力推进的适用性、推进形式的分析比较及应用范围,对推进系统的构成中所涉及的一些主要问题进行分析比较与综合评估,为船舶综合电力推进系统在总体设计中的实际应用选型提供了参考。     

矢量泵喷推进潜航器回转性能研究

泵喷推进器已经逐渐成为现代潜航器的首选,矢量推进器也在航空航天领域得到了广泛的应用。为了解决传统依赖船舵控制在低航速下控制效率低的问题以及提高潜航器回转性能,矢量推进器在潜航器上的应用已逐步成为国内外关注的热点。本文考虑大舵角（喷管偏角）下潜航器各参数非线性的影响,建立潜航器水平面操纵运动的非线性模型。通过仿真研究分析船-舵-推进器、船-矢量推进器和船-舵-矢量推进器三种不同的控制方法下潜航器在低航速、控制泵喷推进器转速、控制潜航器轴向航速三种不同条件下作水平面回转运动时的回转性能,结果表明矢量泵喷推进器可以有效改进潜航器的回转性能。     

图像处理技术在船舶推进器空泡试验中的应用研究

运用数字图像技术和AutoCAD2000图形软件,探索了处理螺旋桨桨叶上空泡图像的问题,利用桨叶空间曲面网格和桨叶空泡图像对比的方式给出了浆叶上空泡区域的边缘,同时还指出了使这一技术实用化需要作的工作。对于空泡体积这一问题,提出了结构光方式的测量模型,它比已报道的同类方法有较高的操作效率。     

采用海水磁流体推进的水下运载器

应用洛伦兹力作用于周围海水的水下运载器推进器具有四种不同的方案：交流和直流,外部磁场力方式和内部槽道型方式。鉴于空间限制和速度和速度方面的考虑,目前的分析集中在内部推进器方案上。讨论了磁流全泵喷推进器的理论。介绍了基于“双重控制容积”分析的磁流体推进器,以及潜器航速,效率和推力的计算。讨论了几种不同类型的水下运载器,包括鱼雷,遥控潜器,水下自主潜器及潜艇。分析结果表明,这种推进器的速度性能与海水导电率和磁场强度的平方成正比增长;同时表明带有较长磁流体槽道的较大系统的运载器能量效率更高。目前,应用螺旋浆推进器系统的潜艇已经获得20－42kn的航速。基于解析的参数研究,利用稍作修改的压水堆作为动力源的磁流体推进器,可在此范围内获得运载器的速度。如果同时采用液态金融增殖反应器,可达到更大的水下航速。磁流体推进器还能减少水动力阻力,减少维护量降低可检测性。     

基于CFD的无轴喷水推进器水动力性能分析

喷水推进器以其优良的机动性、抗空化能力和低噪声等优点,在中、高速船艇上有着广泛应用。从弯道出流均匀度、流动分离情况、压力分布情况以及功率转化率等4个方面,对比无轴和有轴2种喷水推进器的进水流道水动力学性能。通过建立整个流场的三维模型,并借助CFD软件进行水动力学对比分析。结果显示,在外形尺寸和运行工况相同条件下,无轴喷水推进器的叶轮转矩较有轴喷水推进器小6.9%,而喷嘴出口流量前者比后者高出15.93%,表明无轴喷水推进器流动损失更小、效率更高。进一步改变无轴喷水推进器不同纵倾角进行对比,发现随着纵倾角的增加,喷口流量水平分量先增加后减小,在纵倾角为20°时达到峰值。     

船舶高速喷水动力推进器设计与仿真分析

随着喷水推动技术和喷水推进器制作技术的发展,越来越多船舶采用喷水式推进方式。基于Ansys仿真软件,对进水流道、叶轮和导轮、喷泵喷嘴以及船舶倒车机构进行设计原理分析和仿真研究。结果表明,进水流道、叶轮和导轮、喷泵喷嘴以及船舶倒车机构对高速喷水动力推进器性能具有显著影响,优化结构尺寸能够提高喷水推进器性能。结合不同控制方法设计航向航速控制器,在航向航速稳定控制的基础上,提高船舶的适航性,为该类船舶的控制系统设计提供理论依据。