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原文传递 吊舱推进邮轮自航性能仿真及其推进性能优化
论文题名: 吊舱推进邮轮自航性能仿真及其推进性能优化
关键词: 吊舱推进器;大型邮轮;自航仿真;推进效率;螺旋桨
摘要: 吊舱推进器作为邮轮中应用范围广且使用价值高的一种推进器,相对于传统轴系推进器有着诸多优点。吊舱推进器操纵性强,水动力学性能优异,能够满足邮轮航行过程中安全性、可靠性以及经济性需求。同时吊舱推进器与邮轮之间的耦合作用是影响邮轮推进性能关键因素之一,因此开展邮轮的自航性能研究具有非常重要的研究意义。
  本文以某大型豪华邮轮作为本文的研究对象,探究其装配的吊舱推进器的水动力学性能,开展了邮轮静水工况下阻力性能与自航性能进行仿真,针对吊舱推进器与邮轮之间的横向与纵向安装角度进行优化设计,最后对一般海况与极端海况下邮轮的耐波性基于邮轮耐波性衡准进行评估。主要内容如下:
  (1)对邮轮的吊舱推进器进行实尺度水动力学性能仿真。基于Starccm+流体力学仿真软件采用Standardk―ε湍流模型、MRF模型、切割体网格与棱柱层网格划分器设置吊舱推进器的数值模型,对其进行敞水性能仿真,分析吊舱推进器与其螺旋桨推力系数、转矩系数以及敞水效率随进速系数的变化规律,研究吊舱推进器周围的流场特性。
  (2)对静水工况下邮轮船模在不同航速下的阻力性能进行预测,并将仿真结果与实船-船模阻力转换数据进行对比,验证仿真精度。在静水工况下对吊舱推进邮轮进行自航性能仿真,探究其在固定自航点下的推进效率。最后针对吊舱推进器与邮轮船模之间的横向与纵向安装角度对吊舱推进邮轮进行单参数变量优化以及组合优化,建立了邮轮达到最大推进效率时的吊舱推进邮轮模型。
  (3)对一般海况与极端海况下的吊舱推进邮轮在对应自航点中进行自航仿真耐波性仿真,分析得出邮轮在两种海况下的耐波性性能指标,将结果与邮轮耐波性衡准进行对比。结果表明,一般海况下邮轮能够满足除摇荡周期以外的邮轮耐波性衡准,极端海况下邮轮不能满足邮轮耐波性衡准需求。
作者: 王震
专业: 轮机工程
导师: 周新聪
授予学位: 硕士
授予学位单位: 武汉理工大学
学位年度: 2022
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