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考虑伴流场影响的CLT桨水动力性能研究
| 论文题名： | 考虑伴流场影响的CLT桨水动力性能研究 |
| 关键词： | 船舶;CLT桨;动力性能;伴流场影响 |
| 摘要： | CLT（ContractedandLoadedTip）桨自上世纪80年代首次提出，因其表现出的效率高、振动噪声小、机动性良好等优势，受到多数航运公司的青睐，截至目前，CLT桨已被广泛应用于各类船舶。船艉伴流场作为影响螺旋桨水动力性能的关键因素，在CLT桨开展的相关研究中却鲜少纳入考虑，因此本文从常规桨出发，基于CFD手段开展计及船尾伴流场影响的CLT桨水动力性能研究，探讨端板对常规桨敞水性能的影响及CLT桨在伴流场条件下的尾流场、诱导激振力特性。 本文首先从船舶及螺旋桨几何构型入手，先后完成了船舶、螺旋桨半参数化、全参数化建模，其中船舶采用B-Spline控制面实现半参数化建模，常规螺旋桨采用B样条曲线、MetaSurface曲面及Feature实现全参数化建模，CLT桨则在常规桨的基础上，通过调整叶梢参数得到。 对标模KCS船进行阻力及伴流场数值模拟，将仿真结果与实验值进行比对，验证了数值方法的精确度与可靠性;基于CAESES实现了船艉型线变形，并对各变形方案进行仿真计算，讨论分析了船艉构型对阻力及伴流场均匀度的影响，得到了均匀度较好的船型方案。 对KP505、CLT-505桨进行敞水性能计算，对比分析了两桨的表面压力、尾涡及涡量场、不同位置轴向速度分布;此外，基于CAESES与STAR-CCM+耦合平台实现了CLT桨变参数计算，基于多元线性回归分析方法完成了CLT桨特征参数敏感度分析，并依据分析结果，得到了敞水性能较优的桨型方案。 最后对CLT桨进行伴流场条件下的水动力性能计算，并采用网格不确定性分析的方法验证了计算模型的准确性;开展了四种方案下的螺旋桨水动力性能计算，分别对各方案下桨叶诱导的轴向激振力、螺旋桨表面压力及尾流场分布、梢涡涡量分布规律进行了比对分析。 |
| 作者： | 吴浩 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 王超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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