基于CFD技术船舶推进系统选型研究

发布时间：2020-11-18 13:43

　　 随着我国造船行业的不断发展崛起,已逐渐向高技术含量和高附加值的造船强国转变。在船舶智能制造之路中,需要彻底掌握船舶设计制造的核心技术。推进系统作为船舶动力系统的核心,其性能水平决定了船舶整体性能的好坏。为了更好的提高船舶设计水平,对船舶推进系统设计选型展开相应的研究具有一定的实际意义。本论文以10000DWT江海直达散货船推进系统设计选型为研究对象,首先对船舶主推进动力系统设计选型的相关理论和方法进行研究,然后对CFD技术预报螺旋桨性能参数的准确性进行分析,并研究了将CFD技术应用于船—机—桨匹配过程中的可行性,最后在考虑能效设计指数(EEDI)的基础上对船舶主机选型开展相关研究。论文的主要内容如下:1)对船舶推进系统选型相关理论进行总结归纳,并且对传统的船—机—桨匹配设计的具体方法和相关理论开展分析,在以上理论基础上推导了船—机—桨匹配设计新方法:螺旋桨最佳直径法和螺旋桨最佳转速法,并以10000DWT江海直达散货船为实际算例,验证船—机—桨匹配设计新方法的准确性。2)对CFD技术的发展和相关应用进行了阐述,研究了CFD技术预报螺旋桨性能参数的可行性,以某MAU型螺旋桨为实例,进行了其螺旋桨性能参数的预报,并与船池模型实验结果进行对比分析,从而验证CFD技术预报螺旋桨性能参数的可靠性。3)对螺旋桨性能参数回归多项式进行分析,并将其应用到船—机—桨匹配设计过程中。设计了回归系数法船—机—桨匹配计算流程,采用VB.NET对其进行了程序化实现。同时根据CFD技术预报螺旋桨性能参数的可靠性,设计了应用CFD技术的船—机—桨匹配计算流程,同样采用VB.NET进行了程序化实现。最后以10000DWT江海直达散货船为例,进行了计算结果的对比分析,验证了CFD技术应用到船—机—桨匹配设计过程中的可行性。4)对能效设计指数(EEDI)计算公式进行了研究,在此基础上对江海直达散货船的EEDI计算方法进行了探讨。对主机选型的评价指标进行了分析,研究了主机选型对EEDI的影响。建立了主机选型的模糊综合评价体系,并将EEDI纳入为影响因素中,对10000DWT江海直达散货船的主机备选方案进行了综合评价分析。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U664.3
【部分图文】：

典型推进装置（中高速带齿轮箱间接传动）

典型推进装置（中高速带齿轮箱、PTO及可调桨间接传动）

相互匹配工作状态点。因此对船舶主推进动力系统设计选型展开相应的研究，既可以充分丰富和发展相关理论和方法，又可以为船舶实际工程问题提供更多的参考方法和相关理论支持。2.1 船机桨匹配设计理论2.1.1 船机桨能量关系船舶可以在水中以设计航速航行，主要依靠旋转的螺旋桨提供推动船舶航行的推力，然而螺旋桨的动力主要来源于船舶主机。燃料产生的化学能经主机转换为机械能，机械能再经螺旋桨等推进装置转换为船舶的动能。如果不考虑能量传递过程中的能量损耗，那么船舶主机产生的能量就等于经过船舶轴系传动设备和螺旋桨推进装置传递给船体的能量。但是在船—机—桨三者之间的实际能量传递过程中，不但存在传递能量的损耗，而且还存在三者之间的相互影响和约束。船—机—桨能量关系如图 2-1所示[22]。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 丁长健;袁同军;;环保船双燃料主机选型分析[J];船海工程;2015年05期

2 陈虹;张晓君;王艺真;;导管桨拖网渔船的机桨匹配设计软件开发[J];渔业现代化;2015年04期

3 汪炫妍;黄深;;浅谈某型散货船主机选型优化分析[J];广东造船;2014年04期

4 孙耀刚;王水;;GB/T 30009-2013《船舶能效设计指数计算方法》标准介绍[J];船舶标准化与质量;2014年04期

5 韩丰会;叶鹏;范磊;;船舶机桨匹配选型设计分析[J];机电信息;2014年15期

6 封培元;马宁;顾解忡;;基于船机桨匹配和波浪统计的船舶失速系数分析[J];上海交通大学学报;2012年08期

7 孙齐虎;童大鹏;田野;闫小龙;;基于模糊综合评判的水面舰艇主动力装置选型论证[J];内燃机与动力装置;2009年02期

8 胡义;杨建国;;机桨匹配初步设计软件实现方法研究[J];船海工程;2008年06期

9 王超;黄胜;解学参;;基于CFD方法的螺旋桨水动力性能预报[J];海军工程大学学报;2008年04期

10 刘海强;吕林;;船舶机桨匹配设计与分析计算平台研究[J];船海工程;2008年03期

本文编号：2888784