原文传递
气垫船燃气轮机进气系统性能研究
| 论文题名： | 气垫船燃气轮机进气系统性能研究 |
| 关键词： | 气垫船;燃气轮机;进气系统;数值模拟 |
| 摘要： | 气垫船燃气轮机进气系统是保证气垫船上驱动垫升风扇和螺旋桨的燃气轮机进气要求的装置,其结构和气动特性直接影响到整个动力装置性能。相对排水量型船舶进气系统来说,其具有体积小、结构复杂和进气阻力高等特点。当气垫船在陆地或海面上航行时,会产生大量的杂质微粒使得进气系统的工作环境非常恶劣。所以,研究符合条件的进气系统是一项十分重要的工作。 气垫船燃气轮机进气系统一般由进气管道装置、进气滤清装置和防冰装置组成。本文将对一种气垫船燃气轮机进气系统利用数值模拟方法进行研究,主要进行以下几个方面的工作: 1.气垫船燃气轮机进气系统数值模拟方法及模型简化方法的研究。主要通过湍流模型的选择与网格无关性验证相结合的方式,选择适合的湍流模型和网格数量以提高数值模拟的计算精度和效率。通过进气系统进行镜像可行性分析和使用多孔介质模型模拟进气滤清器的通流特性,以实现对模型的简化。 2.考察最大持续功率(MCP)工况、七种两台燃机相同工况和六种两台燃机不同工况的进气系统的工作特性,全面研究了气垫船燃气轮机进气系统所能涉及到的运行工况,并得出在实际运行和使用过程中相关的操作注意事项。 3.对16种风向与6种风速的全部组合方式进行了96个算例的数值模拟计算,主要从数值分析的角度考察环境风速及风向的改变对进气系统的进气流量、进气阻力和压气机进口流场均匀性的影响。计算中考虑进气系统外流场的影响,对船体进行简化建模,使结果更加接近真实情况。 4.最大持续功率(MCP)工况下防冰装置性能研究。设置两个热气引气档位,对这两个档位的适用环境温度范围、防冰效果等方面进行研究,并给出环境温度变化和防冰装置共同作用下原进气系统的主要性能参数的变化规律。 5.进气系统的结构优化。针对该进气系统的高进气阻力的特点,进行优化设计。使用多级优化理论并结合结构优化软件iSIGHT,对进气系统的D型滤清器和空间Z型弯管的相关参数进行全局寻优,使得进气阻力下降,达到了优化目的。 |
| 作者： | 袁长龙 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 孙海鸥 |
| 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
