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原文传递内河双桨船的实效伴流场计算

论文题名：	内河双桨船的实效伴流场计算
关键词：	双桨船;螺旋桨;标称伴流场;船体阻力
摘要：	双尾船型在黑龙江流域广为使用，其节能效果明显，操纵性良好，推进效率极高。船舶航行时，由于船桨之间的相互干扰，造成螺旋桨桨盘面处的速度场与敞水时存在差异，而船体周围的速度场与压力场也因为螺旋桨的影响而与孤立船体不同。因此，将基于孤立船体求取得船尾标称伴流作为螺旋桨适伴流设计依据会造成设计桨与数值估算结果存在偏差。分析船桨之间相互干扰对船尾流域速度场造成的影响对螺旋桨的适伴流设计有重要意义。　　本文主要以KCS船体为基础模型，首先采用CFD方法对KCS孤立船体的阻力与标称伴流场进行数值计算，验证其准确性后，将其数值模拟方法运用到内河双桨船上进行计算。然后数值模拟船桨一体模型的阻力性能与表观伴流场，最后采用FORTRAN语言基于势流理论编译程序，应用迭代思路计算实效伴流场。　　应用CFD方法计算孤立船体阻力性能与标称伴流场时，本文首先计算KCS船体模型的阻力性能并与试验值进行校核，结果表明，计算值与试验结果具有很好的一致性,并将该方法应用到双桨船上。最后分析尺度效应对内河双桨船舶标称伴流场的影响，并引入雷诺相似船模概念探讨能够减弱尺度效应对内河双桨船舶标称伴流场影响的CFD方法。　　对于船舶表观伴流场的研究，主要通过CFD方法计算内河双桨船舶船桨一体模型得到船舶阻力、螺旋桨推力、转矩与表观速度场，将计算结果是试验结果对比分析，结果表明，船体阻力以及螺旋桨推力性能与试验值误差均不大于3％。分析船桨一体与孤立船体在船体表面压力、船尾速度场上存在的区别。　　采用面元法计算螺旋桨实效伴流场。将表观速度场作为初始流场，计算螺旋桨桨前诱导速度，采用表观速度减去诱导速度得到的速度场作为下次计算所用流场，通过检测螺旋桨推力与转矩系数的变化来判断结果是否收敛，最终得到实效伴流场且与实际伴流场保持良好相似性。
作者：	王新宁
专业：	船舶与海洋工程
导师：	常欣;张乐山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文