螺旋桨毂帽鳍参数优化及节能效果研究
发布时间：2020-03-25 06:53
【摘要】：近年来随着“绿色船舶”概念的提出,经济压力及法规要求使得人们在改善船舶推进性能方面产生了很大的兴趣。目前普遍采用安装节能附体的方法来提高螺旋桨的推进性能,安装螺旋桨毂帽鳍是其中一种较为有效的方法。螺旋桨毂帽鳍的参数设计对其性能有很大的影响,因此对于毂帽鳍进行参数优化具有十分重要的意义。但对于毂帽鳍的效果的研究又不能完全从敞水性能来进行判断,还需要考虑舵及船体对螺旋桨性能的影响。文章首先以KP505螺旋桨和KCS模型为研究对象进行数值仿真,通过将数值计算结果与试验值进行对比,发现数值计算误差均在5%以内,满足数值计算的精度要求。针对船体阻力和螺旋桨敞水性能的计算均分别采用三套网格的方法进行网格的无关性验证,从敞水性能、阻力、兴波及伴流场等方面,进一步的验证了数值计算方法的可行性及准确性,同时对采用的计算方法和网格划分方式进行了阐述。采用模型试验和数值模拟相结合的方法对螺旋桨毂帽鳍的作用机理进行研究,对其流场特性进行了深入的分析,进而更加充分的了解其作用效果,着重分析了安装毂帽鳍前后螺旋桨的力学特性、流场特性及毂帽鳍的消涡机理。在对其机理研究的基础上,进一步研究了螺旋桨参数变化对螺旋桨敞水性能的影响,主要研究了鳍板的高度、安装角度、鳍板的长度、安装相位差等参数。经分析发现,螺旋桨毂帽鳍的存在对螺旋桨后方的轴向、径向和周向速度均有影响,相对的轴向速度受影响最大。研究的参数中鳍板的高度对螺旋桨的性能影响最为明显,高度过高甚至会出现不利效果;安装的相位差的选取主要取决于螺旋桨根涡的旋转方向;安装角选取在螺旋桨叶根处的角度附近为宜。对于螺旋桨毂帽鳍的研究只停留在敞水性能上是不足够的,在参数优化的基础上对桨舵鳍、船桨鳍以及船桨舵鳍系统的性能进行研究,分别研究了舵的安装位置及船体自身对毂帽鳍作用效果的影响。研究发现舵的存在会导致毂帽鳍的作用效果相对降低;在船桨鳍及船桨舵鳍系统中安装毂帽鳍对船体阻力影响较小,对螺旋桨推力有所提升,扭矩有所降低,节能效果明显。
【图文】：
ｎＳｅｎ［２２］等人对一艘阿芙拉型油轮进行了模型试验和实船模型试验在节能方面有３．７％增长。但对于其作用机理螺旋桨i柮摈⑶昂蟮牧鞒”浠醋鲅绣场ｅ义希纾校常莸热嗽冢停粒遥桑谓辛俗芭湓诼菪昂蠓降撵泵摈⒅饕椒ㄎ捎茫校桑旨际醵月菪昂罅鞒⊥瓿刹饬浚渌俣然嵊忻飨越档停甭菪靶阅芎涂栈桓纳啤ｅ义希幔椋恚椋恚郏玻矗莸热搜芯苛顺叨刃вΦ撵泵摈⒍月菪俺ㄋ苑椒ㄎ浣仓朱泵摈⒆魑芯慷韵螅褂檬导扑愕募拢诼菪昂蠓桨沧办泵摈⒅蠖杂诼菪俺ㄋ远员确⑾衷谌叨却罄着凳刺拢菪俺ㄋ阅艿摹５髡叨杂诼菪办泵摈⒆饔没砦唇醒芯浚杂诘牧鞒”浠醋錾钊胙芯俊ｅ义希螅螅幔铄澹牵瑁幔螅螅澹恚椋校煊胨难ü褂妹嬖ǖ氖侄畏治
本文编号：2599573
【图文】：
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