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原文传递风力助航船舶襟翼帆的设计研究

论文题名：	风力助航船舶襟翼帆的设计研究
关键词：	船舶风翼助航;襟翼式风帆;计算流体力学;推力减额
摘要：	随着燃油成本的上涨和国际公约对船舶废气管控力度的加大，船舶利用风帆辅助航行凭借其成本低廉，绿色环保等优点获得了航运界和船舶工业界的关注。帆是风帆助航船舶的核心，决定了风帆助航船舶效率及控制策略。本文设计了一种襟翼式风帆，又称为风翼，通过计算流体力学(CFD)分析风翼参数对其的升阻力特性影响的规律，选择合适的风翼参数，提高助航效果，并对实际状态下的船舶存在控制误差和侧倾时的推力减额进行计算。　　本文首先分析了现代运输船舶利用风能的特点，得出了在逆风时提高风翼升力、增加升阻比是风翼的设计关键。因此本文根据飞机增升装置设计了风翼的气动形式，并通过选择合适的翼型参数，设计转帆和降帆机构使其适合船舶加装，并针对母型船“文竹海”号散货轮设计了风翼的主尺度。　　然后对CFD的网格参数和求解器参数进行了比较研究，得出了适合该问题求解的参数设置。基于CFD分别对风翼的缝翼参数和襟翼参数进行了研究，采用控制变量法对研究单个参数对风翼的升、阻力特性以及它们对推力的影响规律，得出合适的设计参数，根据CFD数值结果显示，最大推力系数达到了2.94，在10m/s相对风速下最大推力可达到130KN，在部分风向下动力性能优于其他种类的风帆形式，具有良好的推进效率。　　最后本文分析了在实际工作状态下，即存在迎角偏差、侧倾以及变风速时风翼的推力减额。计算结果得出偏差越大，侧倾角度越大，推力性能减少也越大。迎角偏差4度，侧倾5度造成的船舶推力减额约为6～8％，而风速对风翼的气动性能影响较小，可忽略不计。
作者：	林煜翔
专业：	轮机工程
导师：	黄连忠
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文