船舶节能装置水动力性能数值仿真分析
发布时间：2021-01-09 07:03
随着燃油价格上涨、船舶能效设计指数（EEDI）、船舶能效营运指数（EEOI）执行时间表的出台,对船舶节能技术研究迫在眉睫。水动力节能装置因低成本、高收益、易安装等优势多被研究者用于新旧船改造,且取得一定的成效。为提高附加水动力装置的节能效果,通常将节能装置组合使用,不断优化影响组合系统节能效率的参数,以达到减少船舶运行阻力的最优目标。计算机技术的发展与普及,使得计算流体力学（CFD）技术得到迅猛发展,CFD软件对于解决流体流动、传热问题等起到重要的作用。本文以提高MPV22000多用途散货船的运行效率、减小船舶阻力、减少能源损耗为目标,对节能装置舵、舵球鳍进行研究。首先,运用CFD软件对螺旋桨的敞水性能进行计算,并将计算结果与HSVA水池试验值进行对比分析,结果显示两者的吻合度较高,验证了数值计算的准确性;另外,根据实际情况,螺旋桨和舵通常配合使用,分析发现舵有利于减小因螺旋桨旋转而造成的能量损失,提高桨的助推力,但由于舵的存在扰乱了桨后流场,从而导致桨-舵系统的节能效果不佳。其次,为了改善桨-舵系统节能效率,考虑在舵上安装舵球和舵球式推力鳍装置,研究舵球直径、舵球形状、鳍安装角度等设...
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
块网格拓扑结构
将生成好的桨叶模型导入 ICEM 中并桨叶叶梢做平滑处理，以便得到高质量的网格，具体的模型如图3.1-3.4 所示。图 3.1 桨叶曲线 图 3.2 生成桨叶曲面Fig.3.1 Curve of blade Fig.3.2 Blade surface图 3.3 桨叶曲面线框 图 3.4 螺旋桨的三维模型Fig.3.3 Blade surface wire frame Fig.3.4 Three-dimensional model of the propeller
船舶节能装置水动力性能数值仿真分析表 3.1 No.2987 螺旋桨主要参数Tab3.1 Main dimension parameters of No.2987 propeller桨叶数 直径 毂径比 盘面比 转速 侧斜 NZ D(m) XH ARE N(rev/s) QM(deg) X4 0.258 0.147 0.522 10 0 本文选用 CATIA 软件和 ICEM 软件共同完成螺旋桨三维立体模型的搭首先，将桨叶形状参数导入到三维建模软件 CATIA 中，利用扫掠功能将切维型点、线和叶根、叶梢处的点、线变换形成三维螺旋桨叶，对已生成的螺桨叶曲面做相关处理，输出保存为特定格式的文件；其次，将生成好的桨叶导入 ICEM 中并桨叶叶梢做平滑处理，以便得到高质量的网格，具体的模型3.1-3.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扭曲舵设计及性能分析[J]. 王友乾,叶金铭,王威. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(01)
[2]桨舵组合式节能推进器设计及水动力性能验证[J]. 陈杨科,何苗,姜治芳,解学参,杨向晖. 中国舰船研究. 2015(03)
[3]船舶附加水动力组合节能技术研究进展[J]. 郭春雨,赵庆新,吴铁成,邓锐. 舰船科学技术. 2014(04)
[4]附体节能技术试验研究[J]. 陈顺怀,陈雷强,马雷,王丽铮,王德恂. 中国造船. 2014(01)
[5]艏艉线型优化对船舶阻力性能的影响[J]. 王超,何苗,王伟,熊鹰,黄胜. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]CFD敞水螺旋桨性能计算分析[J]. 缪宇跃,孙江龙. 中国舰船研究. 2011(05)
[7]船舶螺旋桨螺距及拱度的优化设计研究[J]. 赵威,杨晨俊. 中国造船. 2010(01)
[8]基于滑移网格技术的船桨相互干扰研究[J]. 沈海龙,苏玉民. 哈尔滨工程大学学报. 2010(01)
[9]超浅吃水肥大船舶首部线型优化[J]. 冯大奎,叶恒奎,杨向晖,张志国,陶先世. 中国造船. 2009(03)
[10]各种湍流模型在FLUENT中的应用[J]. 张志伟,刘建军. 河北水利. 2008(10)
博士论文
[1]一体化节能推进装置的构型设计及水动力性能预报[D]. 何苗.哈尔滨工程大学 2012
硕士论文
[1]MPV22000散货船水动力性能分析[D]. 程枳宁.浙江海洋大学 2017
[2]船—桨—舵全耦合流场的数值预报及节能装置设计[D]. 庄丽帆.江苏科技大学 2016
[3]基于CFD的高速舰船阻力与尾部伴流场的数值模拟[D]. 周芃.中国舰船研究院 2013
[4]微气泡减阻数值模拟及其机理分析[D]. 魏艳.哈尔滨工程大学 2013
[5]波浪中船舶微气泡减阻数值模拟[D]. 王妍.哈尔滨工程大学 2013
[6]船舶螺旋桨敞水性能CFD模拟[D]. 付颐鑫.大连海事大学 2012
[7]船舶CFD网格自动生成技术的开发及其应用[D]. 张振江.上海交通大学 2011
[8]桨后舵球鳍组合节能装置理论研究[D]. 刘业宝.哈尔滨工程大学 2011
[9]船舶微气泡减阻机理研究[D]. 李勇.哈尔滨工程大学 2011
[10]带有舵球式推力鳍的船用舵水动力性能研究[D]. 胡文婷.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：2966189
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
块网格拓扑结构
将生成好的桨叶模型导入 ICEM 中并桨叶叶梢做平滑处理，以便得到高质量的网格，具体的模型如图3.1-3.4 所示。图 3.1 桨叶曲线 图 3.2 生成桨叶曲面Fig.3.1 Curve of blade Fig.3.2 Blade surface图 3.3 桨叶曲面线框 图 3.4 螺旋桨的三维模型Fig.3.3 Blade surface wire frame Fig.3.4 Three-dimensional model of the propeller
船舶节能装置水动力性能数值仿真分析表 3.1 No.2987 螺旋桨主要参数Tab3.1 Main dimension parameters of No.2987 propeller桨叶数 直径 毂径比 盘面比 转速 侧斜 NZ D(m) XH ARE N(rev/s) QM(deg) X4 0.258 0.147 0.522 10 0 本文选用 CATIA 软件和 ICEM 软件共同完成螺旋桨三维立体模型的搭首先，将桨叶形状参数导入到三维建模软件 CATIA 中，利用扫掠功能将切维型点、线和叶根、叶梢处的点、线变换形成三维螺旋桨叶，对已生成的螺桨叶曲面做相关处理，输出保存为特定格式的文件；其次，将生成好的桨叶导入 ICEM 中并桨叶叶梢做平滑处理，以便得到高质量的网格，具体的模型3.1-3.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扭曲舵设计及性能分析[J]. 王友乾,叶金铭,王威. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2017(01)
[2]桨舵组合式节能推进器设计及水动力性能验证[J]. 陈杨科,何苗,姜治芳,解学参,杨向晖. 中国舰船研究. 2015(03)
[3]船舶附加水动力组合节能技术研究进展[J]. 郭春雨,赵庆新,吴铁成,邓锐. 舰船科学技术. 2014(04)
[4]附体节能技术试验研究[J]. 陈顺怀,陈雷强,马雷,王丽铮,王德恂. 中国造船. 2014(01)
[5]艏艉线型优化对船舶阻力性能的影响[J]. 王超,何苗,王伟,熊鹰,黄胜. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]CFD敞水螺旋桨性能计算分析[J]. 缪宇跃,孙江龙. 中国舰船研究. 2011(05)
[7]船舶螺旋桨螺距及拱度的优化设计研究[J]. 赵威,杨晨俊. 中国造船. 2010(01)
[8]基于滑移网格技术的船桨相互干扰研究[J]. 沈海龙,苏玉民. 哈尔滨工程大学学报. 2010(01)
[9]超浅吃水肥大船舶首部线型优化[J]. 冯大奎,叶恒奎,杨向晖,张志国,陶先世. 中国造船. 2009(03)
[10]各种湍流模型在FLUENT中的应用[J]. 张志伟,刘建军. 河北水利. 2008(10)
博士论文
[1]一体化节能推进装置的构型设计及水动力性能预报[D]. 何苗.哈尔滨工程大学 2012
硕士论文
[1]MPV22000散货船水动力性能分析[D]. 程枳宁.浙江海洋大学 2017
[2]船—桨—舵全耦合流场的数值预报及节能装置设计[D]. 庄丽帆.江苏科技大学 2016
[3]基于CFD的高速舰船阻力与尾部伴流场的数值模拟[D]. 周芃.中国舰船研究院 2013
[4]微气泡减阻数值模拟及其机理分析[D]. 魏艳.哈尔滨工程大学 2013
[5]波浪中船舶微气泡减阻数值模拟[D]. 王妍.哈尔滨工程大学 2013
[6]船舶螺旋桨敞水性能CFD模拟[D]. 付颐鑫.大连海事大学 2012
[7]船舶CFD网格自动生成技术的开发及其应用[D]. 张振江.上海交通大学 2011
[8]桨后舵球鳍组合节能装置理论研究[D]. 刘业宝.哈尔滨工程大学 2011
[9]船舶微气泡减阻机理研究[D]. 李勇.哈尔滨工程大学 2011
[10]带有舵球式推力鳍的船用舵水动力性能研究[D]. 胡文婷.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：2966189
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