船舶螺旋桨空泡数值预报及参数影响分析
[Abstract]:With the development of science and technology, all kinds of new ship types and high-performance ships appear one after another. The modern ships are developing to large-scale and high-speed, and the propeller load is increasing constantly. It is difficult to avoid the cavitation on the propeller blades. The cavitation of propeller will affect the performance of propeller, which may cause cavitation denudation and damage to the blade. At the same time, the cavitation of propeller will also cause vibration and noise at the tail of the ship. In this paper, the numerical prediction method of propeller blade cavitation under the condition of uniform / non-uniform flow is established based on the perturbation velocity potential surface element method. The effects of grid number and Kutta condition treatment on the calculated results are studied and analyzed. The computational stability and convergence are improved by using the relatively complete three-dimensional bubble flow boundary conditions and replacing the traditional nonlinear Newton-Raphson iteration with the fast moving bubble end mesh at the end of the bubble. The results show that the computational stability and convergence of the method can be improved effectively by using the three-dimensional bubble flow boundary conditions. In this paper, the numerical prediction method of propeller cavitation is fully verified. Under the condition of current sharing, the numerical calculation and analysis of 5600TEU container ship propeller, PC456 standard propeller and INSEAN pool E779A propeller cavitation are carried out. Under the condition of non-uniform flow, the unsteady cavitation of 5600TEU propeller is calculated, and the size of cavitation region and the variation of cavitation with angle are analyzed. The numerical results are in good agreement with the results of model test, and the numerical results are in good agreement with the experimental results. The verification results show that the proposed method is feasible and practical in the numerical prediction of propeller cavitation. On this basis, the effects of the design parameters such as propeller slant, pitch distribution and blade profile on the cavitation performance are analyzed. The results show that the cavitation area on the blade surface can be reduced by increasing the slant, and the influence of the design parameters such as the pitch distribution and the blade profile on the cavitation performance is analyzed in detail. The performance of unsteady flow is more obvious. No matter the steady or unsteady flow, the blade profile design has a great influence on the cavitation performance of propeller. The application of anti-cavitation blade profile can greatly reduce the cavitation area and improve the cavitation resistance ability. By adopting non-linear longitudinal inclination, the form of local bending of pressure surface can be formed at the tip of the blade, which can improve the pressure distribution of the tip and reduce the bubble area of the tip. Combined with this distribution form, the vortex of the tip can also be suppressed. Therefore, optimizing the tip tilt distribution is also a measure to reduce the cavitation and reduce the pulsatile pressure induced by the propeller cavitation. The research and analysis work in this paper provides a basis for the optimal design of cavitation propeller, and also shows that this method can be used to evaluate the effect of optimization of parameters on cavitation performance in the process of optimization design of propeller.
【学位授予单位】:中国舰船研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U664.33;U661.1
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,本文编号:2466491
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