原文传递
摆线推进器水动力性能分析与空化特性研究
| 论文题名： | 摆线推进器水动力性能分析与空化特性研究 |
| 关键词： | 摆线推进器;水动力性能;空化特性;数值模拟 |
| 摘要： | 摆线推进器是二十世纪后期出现的一种特殊的船用推进器，其对风浪有着很好的抵抗性，响应速度很快，操纵性良好，水动力性能优越的同时伴随着高效率、低噪声、使用寿命长等特点。因其叶片的运动是由绕中心轴转动的公转，和绕叶片转动轴旋转的自转，这两大部分组成的，故而可以实现瞬时在水平面上产生全角度范围内推力的目的。这种叠加的运动带来的是更为复杂的流体和叶片间的相互干扰作用，以及随之出现的复杂的空化特性。 研究摆线推进器的水动力性能和空化特性对其效率的提升有着极为重要的意义。本文旨在通过数值计算的方法对推进器的水动力性能和空化特性进行研究，为以后的优化设计提供参考价值。 本文主要以5叶片的摆线推进器的二维和三维数值模型作为研究对象: 首先，选取适宜湍流模型和边界条件，对二维数值模型的网格基础尺寸和时间步长进行收敛性的验证，分析了推进器旋转一周的受力变化以及经过一个稳定的完整周期后流场速度、涡量和压强的分布情况。并在此基础上，选择叶片数目、叶片弦长、叶片厚度、叶片拱度这四种因素作为变量，进一步探究几何参数对于摆线推进器水动力性能的影响。 其次，对三维摆线推进器进行计算域网格的划分及边界条件的设定，进行计算域时间步长的无关性验证，比较二维和三维情况下，推进器叶片受力可能存在的异同。并对稳定后的某一截面的速度场和压力场分布进行分析。 最后，以三维摆线推进器水动力模型为基础，添加上适当的空化模型。研究空化的存在对水动力系数、速度场、压力场以及涡量场的分布情况有何影响，并且选取空化数作为衡量标准，对这种可能存在的影响效应进行量化。 |
| 作者： | 王珏如 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 于凯;丁恩宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
