原文传递
毂帽鳍节能装置对船--机--桨匹配影响研究
| 论文题名： | 毂帽鳍节能装置对船--机--桨匹配影响研究 |
| 关键词： | 船机桨匹配;毂帽鳍节能装置;计算流体力学;仿真驱动设计 |
| 摘要： | 随着国际海事组织排放法规的日益严格，节能减排成为船舶设计领域的研究热点。毂帽鳍节能装置和船-机-桨匹配研究分别从螺旋桨节能和推进系统合理匹配节能的角度降低船舶能耗，由于这些节能方式具有对船舶改装工作量小，可灵活运用以及节能效果好等优点，被广泛应用。但是由于两者的研究分属计算流体力学以及推进系统集成设计两个领域，通常独立研究，但是增加了毂帽鳍的螺旋桨对系统集成与匹配提出更高的要求，开展带毂帽鳍节能装置的船-机-桨匹配研究具有研究意义。本文在两节能方式独立深入研究的基础上，研究加装毂帽鳍后对推进系统匹配的影响规律，并从推进系统集成的角度对毂帽鳍优化设计提出新的要求。 本文利用计算流体力学对螺旋桨及毂帽鳍进行了水动力计算，对比分析了加鳍前后螺旋桨压力场及流场分布情况，得到毂帽鳍节能机理，计算得到敞水特性，为后续船-机-桨匹配研究提供支撑。随后，利用仿真驱动设计技术，对毂帽鳍设计参数进行优化设计，得到B系列3叶螺旋桨8组不同盘面比及螺距比下的毂帽鳍最佳设计参数及其敞水特性，确保船-机-桨匹配设计的通用性;根据船舶推进系统能量传递关系及船、机、桨及毂帽鳍各自工作特性，建立船-机-桨匹配设计数学模型，并利用仿真软件搭建可进行毂帽鳍节能装置设计的变浮态船-机-桨匹配平台，并根据实船数据对匹配平台的精度进行了验证。最后，将毂帽鳍节能装置与船-机-桨匹配结合研究，研究毂帽鳍不同设计参数对推进系统主机功率、转速等参数的影响规律，并从推进系统集成的角度为毂帽鳍设计提供依据。 本文通过对比加鳍前后螺旋桨流场变化细节，揭示了毂帽鳍节能机理，研究了毂帽鳍参数优化设计的基础。以船体纵倾节能及毂帽鳍节能装置作为切入点，研究采取船体端及螺旋桨端节能技术后，使得其原有工作特性改变对推进系统船-机桨-匹配的影响。将毂帽鳍优化设计与船-机-桨匹配结合，得到了毂帽鳍主要设计参数对螺旋桨效率、推进系统主机功率等系统主要参数的影响规律，为毂帽鳍的设计在船-机-桨匹配中，提供了更加完备的节能效果评价指标和毂帽鳍设计参数的优化依据。 |
| 作者： | 刘嘉诚 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 丁宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
