某散货船推进装置设计与优化
本文关键词:某散货船推进装置设计与优化
更多相关文章: 散货船 CFD模拟计算 螺旋桨优化 分区混合网格 敞水试验
【摘要】:由于全球的能源紧缺和环境污染日益严重,“低碳经济”已经成为各个国家的热点。以绿色船舶为基础的船舶设计和船舶建造等概念已经收到了船舶界的重视。在推进装置的设计方面,螺旋桨的改进设计可以提高推进效率,减小推进装置的耗油量。应用CFD模拟的方法,既可以节约成本,也缩短了产品的开发周期。本文以某双壳体散货船的螺旋桨为研究对象,具体研究了以下几方面内容:1、应用Fluent对螺旋桨的敞水性能进行了模拟和分析,首先应用UG对螺旋桨进行三维建模,对螺旋桨模型进行两种不同方式网格划分即分区混合网格和非结构网格,分别导入Fluent进行计算,计算结果和敞水试验进行对比发现分区混合网格误差为5.7%,小于非结构网格,得到分区混合网格为较优方案的结论。2、本文对该船的螺旋桨在无锡702研究所的拖曳水池螺旋桨进行敞水试验,控制转速不变改变进速进行多次试验得到该螺旋桨的敞水曲线和敞水性能数据。3、对螺旋桨的几何参数进行修改,并用CFD方法对优化结果进行验证看是否符合优化要求,并利用船机桨匹配软件HydroComp计算船舶的阻力特性,验证了优化后的螺旋桨满足推力要求,在推力方面提升了5.2%,转矩方面提升了5.5%,螺旋桨效率提高了1.3%。
【关键词】:散货船 CFD模拟计算 螺旋桨优化 分区混合网格 敞水试验
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U674.134
【目录】:
- 摘要2-3
- Abstract3-8
- 第1章 绪论8-14
- 1.1 课题背景8-9
- 1.2 螺旋桨研究现状9-12
- 1.2.1 螺旋桨设计方法9-10
- 1.2.2 螺旋桨敞水试验简述10
- 1.2.3 螺旋桨数值模拟计算简述10-11
- 1.2.4 螺旋桨的优化11-12
- 1.3 本文研究内容12-14
- 第2章 数值模拟方法和模型理论14-24
- 2.1 流动控制方程14-15
- 2.1.1 质量守恒方程14
- 2.1.2 动量守恒方程14-15
- 2.2 湍流模型15-20
- 2.2.1 湍流模型的种类15-16
- 2.2.2 雷诺平均N-S方程16-17
- 2.2.3 常用湍流模型17-20
- 2.3 数值计算方法20-21
- 2.3.1 压力修正法20-21
- 2.3.2 SIMPLE算法21
- 2.4 CFD软件简介21-23
- 2.5 本章小结23-24
- 第3章 螺旋桨的设计和水动力分析24-44
- 3.1 螺旋桨的三维建模24-28
- 3.2 计算域的设定28-29
- 3.3 网格的划分和生成29-34
- 3.3.1 网格类型29-32
- 3.3.2 网格的划分32-34
- 3.4 边界条件34-37
- 3.4.1 边界条件的分类34-36
- 3.4.2 MRF模型36-37
- 3.4.3 边界条件的设定37
- 3.5 Fluent的计算37-41
- 3.6 本章小结41-44
- 第4章 螺旋桨敞水性能计算分析和对比44-56
- 4.1 螺旋桨敞水试验44-51
- 4.1.1 敞水试验的原理44-47
- 4.1.2 敞水水池和试验设备47-50
- 4.1.3 试验过程50
- 4.1.4 实验数据分析和处理50-51
- 4.2 CFD计算和敞水试验对比51-53
- 4.3 单通道模拟的可行性验证53-55
- 4.4 误差原因分析55
- 4.5 本章小结55-56
- 第5章 不同螺旋桨效率对比与分析56-68
- 5.1 桨叶参数的优化56-59
- 5.1.1 桨叶几何参数对螺旋桨性能的影响56-59
- 5.1.2 桨叶参数结合CFD方法的研究59
- 5.2 实际算例分析59-64
- 5.2.1 船舶阻力曲线计算60-63
- 5.2.2 螺距优化模拟对比分析63-64
- 5.3 基于油耗的螺旋桨对比64-66
- 5.4 本章小结66-68
- 第6章 结论和展望68-70
- 6.1 结论68
- 6.2 展望68-70
- 参考文献70-73
- 攻读硕士学位期间发表的学术论文73-74
- 致谢74
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本文编号:1037007
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