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原文传递摆线推进器与船体相互配合水动力性能CFD方法研究

论文题名：	摆线推进器与船体相互配合水动力性能CFD方法研究
关键词：	船舶摆线推进器;敞水性能;推力系数;水动力性能
摘要：	海洋工程装备是开发、利用和保护海洋所使用的各类装备的总称，是海洋经济发展的前提和基础;高技术船舶具有技术复杂度高、价值高的特点，是推动我国造船产业转型升级的重要方向。海洋工程装备和高技术船舶处于海洋经济产业链的核心环节，推动海洋工程装备和高技术船舶发展，是促进我国船舶工业结构调整转型升级、加快我国世界造船强国建设步伐的必然要求，对维护国家海洋权益、加快海洋开发、保障战略运输安全、促进国民经济持续增长、增加劳动力就业具有战略意义。　　目前，螺旋桨是海洋工程装备中普遍使用的船舶推进器装备。船舶在低速航行时，操控性能下降显著。其原因是船舵产生的横向力的大小与船舶航速有关，在船只经过海峡、返回港口或与其它船只靠近时都只能低速航行，导致此时船舵产生的横向力变小，船舶操控性下降。摆线推进器与螺旋桨相比，本质的区别在于推力方向与推进器旋转轴的相对位置不同:螺旋桨的旋转轴与推力方向相同，而摆线推进器的旋转轴与推力方向则互相垂直。推力大小由推进器旋转速度决定，推力方向由叶片角度决定。摆线推进器并不存在主要的推力方向，从而弥补了螺旋桨的缺陷。　　本文介绍摆线推进器的工作原理，研究摆线推进器水动力性能的相关参数，依据福伊特公司的摆线推进器为参考，设计了新的摆线推进器叶片和推进器参数，通过fluent软件进行了该摆线推进器敞水性能CFD计算，与《摆线推进器的理论计算方法》模型实验结果对比证明计算结果的有效性:参考法国某拖轮设计了一个适合于摆线推进器的拖轮线型，利用fluent进行建模和计算，研究了该船型的阻力特性，并给出了阻力性能曲线和推进器盘面处的伴流场分布，为其自航试验和分析做准备;针对上文的摆线推进器和拖轮线型，进行了自航试验数值模拟，分析其船桨配合推进性能，给出该船型推力减额、伴流分数以及船身效率和相对旋转效率等特性，为摆线推进器船型的进一步研究提供了重要的理论和数据依据。本文的创新点有以下三点: 　　(1)在分析摆线推进器工作原理基础上，参考已有摆线推进器基本形式，设计了一个新的摆线推进器（包括叶片和推进器参数等），并进行了CFD建模和计算，计算结果表明具有较优的敞水性能，其推力系数和敞水效率都高于《摆线推进器的理论计算方法》模型实验的结果; 　　(2)以法国某拖轮为母型船，设计了一条适合于安装摆线推进器的拖轮线型，进行了CFD建模与计算，获得了阻力特性曲线; 　　(3)首次进行摆线推进船型自航数模试验，研究了数模自航试验方法，给出了自航试验推进性能曲线，伴流分数、推力减额分数、船身效率以及相对旋转效率等特性。为摆线推进器船型的进一步研究打下了重要基础。
作者：	赵轶
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	张洪雨
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文