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导管调距桨敞水性能的数值计算与实验研究
| 论文题名： | 导管调距桨敞水性能的数值计算与实验研究 |
| 关键词： | 船舶设备;导管调距桨;敞水性能;数值计算 |
| 摘要： | 导管调距桨作为特种推进器，符合减少能耗，延长一次航行时间的要求，适用于作业时间长，作业工况复杂的渔船、拖船等。其中导管在对其水动力性能方面有着重要的影响作用。具有不同剖面参数的导管、以及导管与螺旋桨之间的安装间隙匹配都对导管调距桨的敞水性能有影响。 本文首先对导管参数对导管螺旋桨水动力性能的影响进行了研究，选取19A导管与Ka桨组合的导管螺旋桨，通过UG建模，ICEM划分网格，STAR-CCM+对其进行数值计算，通过采用不同数量的网格验证了网格的无关性，并与实验结果进行比较。在精度满足要求的基础上，确定所采用的湍流模型以及边界条件等参数。在此基础上，通过改变导管参数与间隙匹配，具体包括导管长度、导管前缘厚度、导管与螺旋桨之间的间隙以及上下间隙的分布。通过计算分析，发现对于确定的导管剖面模型，减小尾部的长度以及改变前缘的厚度都会对导管桨的水动力性能产生影响，其中对尾部长度进行的改进产生的效果要更好。另外导管与螺旋桨之间间隙的变化也存在临界值，在大于临界值以及小于临界值的情况下，导管螺旋桨的水动力性能随间隙的变化规律有所区别。导管与螺旋桨上下间隙分布对导管桨的水动力性能影响不大，但是对长期工作带来的损伤会产生影响。通过这些结论，可以对导管的设计或调整改进提供参考。 接着本文对某设计的大侧斜导管调距桨进行了数值计算。计算在不同螺距比下的敞水性能曲线，并且对导管调距桨敞水性能实验进行介绍，将实验结果与计算结果进行对比，结果显示误差在工程允许范围内并分析误差原因。在此基础上，通过改变模型边界层网格布置，分析了边界层网格对数值计算的影响，得到了好的计算结果所需要的边界层网格布置要求。接着本文分析了导管调距桨特有的螺距比带来的影响，不同的工况都存在最佳螺距比。最后通过改变导管与侧斜桨之间的间隙，进行计算，得到了上文得到的间隙规律对不同叶型的螺旋桨也是适用的。 |
| 作者： | 张弘 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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