详情

原文传递单桨肥大型船伴流分数估算研究

论文题名：	单桨肥大型船伴流分数估算研究
关键词：	单桨肥大型船;伴流分数估算;推进参数;螺旋桨;误差分析
摘要：	由于全球化石能源的不断消耗，人类生存环境的不断污染，国际海事组织在船舶绿色节能方面提出了更高的要求。我国船舶行业若要尽快地适应新规范，抢占未来国际市场，就必须对船舶能耗分布情况有着清晰的认识，并在此基础上发展高能效、高性能船舶。在实船推进性能预报中，相比于水池实验和CFD方法，估算方法的计算速度更快、占用资源更少，广泛地应用于船舶初步设计阶段。在这一过程中，伴流分数的估算至关重要，对于单桨肥大型船来说目前尚缺乏准确有效的估算方法。本文对单桨肥大型船伴流分数估算进行研究，主要使用了STAR CCM+、SPSS、Compaq Visual Fortran等软件。　　伴流分数估算方面的研究成果较多且大都年代久远，而肥大型船的发展与应用主要集中在近二三十年，故有理由对传统估算法的实用性提出质疑。本文选取十二个公式对八条单桨肥大型船进行估算，分析其结果并得出不同吃水状态下的推荐选用意见；以不同伴流分数进行实船推进性能预报和螺旋桨终结设计，分析估算误差的影响，验证改进估算公式的必要性。　　本文以九条单桨肥大型船水池实验数据为源，初步选定十一个备选变量，通过逐步回归法取舍，最终确定粘性阻力系数CV、船宽吃水比B/T、方形系数C B和直径船长比D/Lpp四个解释变量；将实验数据按不同傅汝德数分组，考虑交互项的影响进行二次回归，从而得到适用于单桨肥大型船的伴流分数估算公式。　　以75000DWT散货船为例，通过STAR CCM+建立计算域、划分网格，采用SSTk-ω湍流模型、MRF模型模拟螺旋桨旋转、VOF方法捕捉自由液面，模拟船模自航实验；采用船模实验数据的常用处理方法，将 CFD计算结果换算至实船，得到推进参数，对比分析估算方法、CFD方法和水池实验的预报值并得出结论。　　使用Compaq Visual Fortran编译单桨肥大型船推进性能预报程序，伴流分数部分录入十三种估算公式，敞水效率部分采用拟合插值和回归方程两种方式录入五种常用系列桨图谱并给出自行输入的端口，可用于生产设计和项目研究当中，有一定的实际意义。
作者：	王成尧
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	郭春雨
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