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桨前超级导流管水动力性能的理论研究
| 论文题名： | 桨前超级导流管水动力性能的理论研究 |
| 关键词： | 螺旋桨;超级导流管;水动力性能;数值仿真;船舶工程 |
| 摘要： | 桨前超级导流管是一种新型的船舶附体节能装置,它安装在螺旋桨的前方,能够使螺旋桨的桨盘面处的伴流变得更加均匀从而提高螺旋桨的推进效率,同时其机翼型的剖面能够提供额外的推力以达到节能的目的,是一种集经济性与实用性于一体的新兴节能推进装置。目前,国内外在超级导流管的水动力性能研究方面取得成果还很少,需要开展大量的研究工作。 本文建立了超级导流管水动力性能分析的CFD仿真方法,并应用流体力学分析软件FLUENT进行了数值模拟。首先在ICEM-CFD软件中建立了船体、螺旋桨和超级导流管的三维模型,进行了网格的划分,在FLUENT软件中进行了计算结果的后处理。将安装超级导流管前后船的船模阻力和螺旋桨推力、转矩的计算值和试验值进行了对比,对比结果表明,本文建立的研究桨前超级导流管节能效果的CFD数值仿真方法是正确的。 本文运用CFD仿真计算方法分析了超级导流管的主要形状参数和不同的安装位置对超级导流管的水动力性能的影响,其中,主要形状参数是指超级导流管的侧视图开角和上下水平距离之比。本文分析了超级导流管的形状参数变化以及安装位置不同时,船后螺旋桨的推力、转矩、船体阻力、伴流分数、相对旋转效率、节能效果等的变化,同时也分析了加装超级导流管前后的螺旋桨的压力云图和船尾的流场变化等。计算结果表明,不同参数及不同安装位置对超级导流管(SSD)的水动力性能影响是不同的,因而产生的节能效果也是不同的。其中,安装位置和侧视图开角对超级导流管节能效果的影响比较大。 最后分析了有无安装超级导流管时,船后螺旋桨空泡性能,主要预报了无导管光体船自航和将侧视图开角为15°的超级导流管安装在距船后螺旋桨40mm处时船模自航这两种情况下的船后螺旋桨的空泡性能,计算结果表明,在其他参数不变的条件下,安装超级导流管时可使螺旋桨产生的空泡区域发生变化,空泡的发生面积变化较小。说明安装超级导流管取得节能效果的同时并未导致螺旋桨的空泡性能降低。 |
| 作者： | 汪卉瑜 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 常欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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