原文传递
大侧斜螺旋桨的水动力性能预报及船尾脉动压力的数值模拟
| 论文题名： | 大侧斜螺旋桨的水动力性能预报及船尾脉动压力的数值模拟 |
| 关键词： | 大侧斜螺旋桨;定常水动力;非定常水动力;面元法;非常规网格;脉动压力 |
| 摘要： | 随着现代船舶业的发展，船舶吨位的不断增大，导致螺旋桨负荷不断加大，尾震现象不时发生。其危害是震裂船体构件、急剧增大噪声等。造成尾震的主要原因为螺旋桨在船体表面诱导的脉动压力。而大侧斜螺旋桨由于特殊的几何形状，其工作时使桨叶各半径切面不同时进入高伴流区，从而具有减小螺旋桨引起的非定常轴承力和表面张力、降低船尾振动和螺旋桨噪声等特性。因此，大侧斜螺旋桨得到了很大的应用。本文以大侧斜螺旋桨为研究对象，基于速度势的低阶面元法，采用FORTRAN程序对大侧斜螺旋桨水动力性能及脉动压力进行了研究。 针对大侧斜螺旋桨特殊的几何形状，提出了一种“准余弦”的非常规网格划分方法。该方法避免了按常规网格划分大侧斜螺旋桨时，在桨叶的叶梢部分会出现较大侧斜度和扭曲度面元的缺点。 采用常规和非常规的网格划分方法，计算了大侧斜螺旋桨的定常水动力性能。主要计算了推力、转矩系数，不同进速系数下的环量分布及不同半径剖面在同一进速系数下的压力系数，并与试验值进行了比较。结果表明，非常规网格的计算值更接近试验值。 采用常规和非常规的网格划分方法，计算了大侧斜螺旋桨的非定常水动力性能。主要计算了大侧斜桨不同半径剖面在不同位置的压力分布及主桨叶在旋转一周时推力系数与转矩系数变化情况，并与Hoshino的计算结果进行了比较，推力和转矩系数的曲线在0°，180°度和360°左右有三个峰值，在150°和280°左右有两个谷值。 采用常规和非常规的网格划分方法，计算了大侧斜螺旋桨的脉动压力。采用奇点法，将船体简化为一平板，计算了在流场中和平板上螺旋桨诱导的速度脉动变化、速度势脉动变化和压力系数的脉动变化，并采用傅立叶变换，将其分解为各阶脉动压力。两种方法计算结果对比表明，非常规网格计算得到的脉动压力更小，最后用非常规的网格划分方法计算了影响脉动压力的三个因素。 |
| 作者： | 易飞 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
