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原文传递摆线推进器结构及性能优化研究

论文题名：	摆线推进器结构及性能优化研究
关键词：	摆线推进器;水动力性能;数值模拟;结构参数;工作原理
摘要：	随着海洋资源开发的深入，海洋经济和船舶工业迅猛发展，海洋工程装备和高技术船舶需求量急剧上升。船舶推进器是海洋工程装备和高技术船舶的关键配套设备，其性能的优劣直接决定了海洋工程装备和高技术船舶的性能。摆线推进器可在360°范围内连续并快速地改变推力方向和大小，相比于其它船舶推进器，其具有优异的操纵性能。本论文分析摆线推进器的工作原理，研究摆线推进器流场的CFD建模方法，建立摆线推进器流场的CFD模型并验证模型的有效性，研究摆线推进器的水动力性能评价参数，分析叶片结构参数对摆线推进器性能的影响，设计一种基于曲柄滑块机构的摆线推进器，优化摆线推进器的结构及性能。论文的主要内容及章节安排如下: 　　第1章论述摆线推进器的研究背景和意义，概述摆线推进器在理论方法、实验、生产应用等方面的研究现状和发展趋势，分析现有摆线推进器研究中存在的问题，给出论文主要研究内容和总体框架。　　第2章分析摆线推进器的工作原理，研究摆线推进器叶片的运动规律和水动力性能计算方法。同时，针对摆线推进器的运动规律及其流场特性，介绍网格划分方法、动网格方法、流场求解方法等CFD建模方法，提出摆线推进器流场的CFD建模方案，以准确快速地获得摆线推进器流场数据。　　第3章采用合适的网格划分方法、动网格方法和流场求解方法建立摆线推进器流场的CFD模型，并进行数值模拟。将数值模拟结果与NSRDC报告中的实验结果对比验证模型的可行性和准确性。此外，分析摆线推进器及其单叶片上的瞬时载荷随位置角、进速系数和偏心率等运行参数的变化规律，提出推力波动幅值、叶片升力波动幅值等影响摆线推进器稳定性和可靠性的重要性能评价参数。　　第4章应用数值模拟方法，研究摆线推进器的推力、转矩、效率、推进器瞬时载荷和单叶片瞬时载荷等性能评价参数随叶片数、叶弦长、密实度、叶片转轴位置、叶厚、叶轮廓和叶片拱度等叶片结构参数的变化情况，得到摆线推进器在不同参数下的水动力性能曲线，并分析获得相应的变化规律。最后，以摆线推进器的高效性、稳定性和可靠性为主要指标，优化摆线推进器叶片结构参数及性能。　　第5章分析摆线推进器的实现机构的特点，提出一种基于曲柄滑块机构的摆线推进器的实现机构原理，给出一种基于曲柄滑块机构的摆线推进器结构设计方案，论证方案的可行性。该摆线推进器具有螺距连续可调，结构简单、可靠，效率高和动态响应快等特点，可很好地应用于实际中。　　第6章总结本文主要工作，并提出展望。
作者：	陈先进
专业：	机械制造及其自动化
导师：	杨世锡;甘春标
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文