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大功率全回转推进器水动力学性能研究与疲劳寿命预测
| 论文题名： | 大功率全回转推进器水动力学性能研究与疲劳寿命预测 |
| 关键词： | 全回转推进器;水动力学性能;疲劳寿命;计算流体力学;螺旋桨 |
| 摘要： | 大功率全回转推进器是现代海洋动力定位系统中的重要装备，推进器服役性能主要包括水动力学性能、工作的可靠性和疲劳寿命等。因此，开展大功率全回转推进器水动力学性能与疲劳寿命预测研究对保障动力定位系统的正常运行具有非常重要的意义。 本文基于计算流体力学（CFD）相关理论，建立了某型大功率全回转推进器水动力学数值模型。获得了不同进速工况下螺旋桨的推力、扭矩及效率等水动力学性能参数。在此基础上，采用准定常计算方法，分析了推进器在全回转过程中的水动力学特性,获得了不同回转角度下推力、扭矩及效率的变化规律。研究结果表明，在全回转过程中，推力系数呈M型变化规律，分别在回转角为120°和240°时达到最大值。在回转角为120°时，螺旋桨吸力面与推力面的压力相差最大，作用在螺旋桨的负载最大。 在此基础上，本文进一步基于滑移网格计算方法，建立了推进器瞬态水动力学数值模型。对回转角为120°时的螺旋桨瞬态水动力学特性进行了分析，获得了一个旋转周期内作用在桨叶上载荷的变化规律。根据流固耦合相关理论，创建了螺旋桨应力应变数值模型。对回转角为120°时螺旋桨的结构强度进行了分析，获得了螺旋桨桨叶的应力与应变分布。根据GBT6398-2000，开展了螺旋桨材料试样的三点弯曲疲劳实验，最终得到了镍铝青铜材料的S-N疲劳曲线，并对螺旋桨疲劳寿命进行了预测。 本文分别从螺旋桨水动力学特性及疲劳寿命开展了相关的研究工作，为螺旋桨的设计、校核与优化提供了参考。 |
| 作者： | 李威 |
| 专业： | 新能源科学与工程 |
| 导师： | 刘会猛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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