原文传递
导管螺旋桨的水动力性能及噪声性能预报
| 论文题名： | 导管螺旋桨的水动力性能及噪声性能预报 |
| 关键词： | 导管螺旋桨;面元法;水动力性能;噪声计算;船舶工程 |
| 摘要： | 随着船舶节能越来越受到人们的关注,导管螺旋桨凭借其较高的推进效率而获得广泛的关注,目前在很多船舶上得到了很好的应用,尤其是经常处于重载情况下的船舶。本文采用基于速度势的面元法,对普通螺旋桨和导管螺旋桨进行定常和非定常水动力性能计算,并计算了普通螺旋桨与导管螺旋桨在非均匀流场的噪声特性,具体完成了如下工作: 首先本文在深入研究了螺旋桨面元法理论的基础上,将普通螺旋桨的面元法应用于导管螺旋桨。与以往求解方法不同,本文中导管及螺旋桨均采用面元法来求解,能够精确地解出螺旋桨及导管表面的压力分布,给出了在导管的影响下螺旋桨的叶面和叶背上的压力分布情况。在考虑螺旋桨与导管的相互影响时,并不是直接对其进行计算,而是采用间接干扰模型,使用诱导速度来考虑螺旋桨与导管的相互干扰。使用本文中提供的程序对Ka4系列导管桨进行敞水性能计算,通过计算其不同进速系数情况的推力和转矩绘制出一系列的敞水性能曲线,并将绘制出来的这些曲线与试验值进行对比分析,认为本文所提供的程序能较为准确的预报Ka4系列导管桨的敞水性能可应用于工程实践当中。通过计算不同螺距的Ka4系列导管螺旋桨,对比分析了螺距比对导管桨水动力性能影响的趋势,以及进速系数对导管上的压力分布情况及其本身产生的附加推力的影响趋势。分别改变控制导管几何形状的主要参数,通过计算结果分析这些参数的变化将对动力性能噪声何种影响。 其次对于导管螺旋桨的非定常性能预估,本文中将导管及螺旋桨均采用基于速度势的面元法进行计算求解,通过计算彼此之间的诱导速度来代替桨和导管之间的相互干扰和影响,完全真实模拟了导管及螺旋桨的物面形状。本文所提供的预报程序,能够在时域范围内较为准确的计算出在非均匀流场中工作的导管桨的推力及转矩,能够准确的给出螺旋桨及导管表面的压力分布情况,并分析了导管的存在对于螺旋桨进流情况的影响。 在给定的周向变化伴流情况下,使用本文中的程序对导管螺旋桨的非定常性能进行计算,并将所得到的计算值与文献中提供的参考值进行对比表明,本文提供的程序具有较好的精度能够较为满意的预报和分析导管螺旋桨的非定常性能。 最后本文对普通螺旋桨及导管螺旋桨的无空泡噪声进行了计算分析,采用面元法来计算桨叶上的非定常力并将其与FW-H方程及其时域解法相结合进行噪声计算。对FW-H方程进行时域求解,由于面元附近的速度与水中声速相比要小得多,可忽略四极子噪声,得到单极子与偶极子声场的积分关系式,来计算螺旋桨载荷和厚度噪声在远场中辐射情况。 |
| 作者： | 崔立新 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 胡健 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
