带船体的多桨系统水动力性能研究

发布时间：2021-02-24 20:13

　　近年来,随着国民经济飞速发展,各行业对人员和物资运输的需求迅速成长,包括水运在内的交通运输事业蓬勃发展。为满足大推力需求,同时减小螺旋桨上脉动压力,大型船舶多采用多桨推进系统。然而,在多桨推进系统中,随着螺旋桨数量的增加,螺旋桨之间水动力性能相互影响愈加显著。而且,相互干扰后的螺旋桨推进效率也与单个螺旋桨产生差距。为此,针对多桨推进系统表现出的水动力性能的研究,获得了国内外诸多学者和专家的关注。本文在查阅相关文献和参考前人工作的基础上,针对某船采用的多桨系统,采用数值模拟与模型水池试验相结合的方法,研究了在不同螺旋桨工作状态下多桨推进系统表现出的水动力特性。在数值模拟中,首先在CATIA中建立模型;然后使用ICEM软件划分网格,为模拟整体流场使用混合网格,螺旋桨旋转域和其他部分共同组成计算域,采用滑移网格模拟螺旋桨转动;最后在FLUENT中设置计算参数,在用户自定义函数（UDF,User Defined Function）中定义边界条件,采用VOF模型追踪自由液面,进行数值模拟。在模型水池试验中,首先在AutoCAD中绘制供模型加工使用的卡板图和下料图;其次将加工出的模型在拖曳水池中调... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 螺旋桨研究方法
    1.3 多桨系统国内外研究现状
    1.4 论文组织结构
    1.5 本章小结
2 数值方法
    2.1 基本控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 自由面处理方法
    2.4 滑移网格
    2.5 流场求解方法
    2.6 本章小结
3 船-桨-舵模型构建及水池试验验证
    3.1 船体模型构建及验证
    3.2 螺旋桨模型构建及验证
    3.3 船-桨-舵模型数值计算
    3.4 船-桨-舵模型水池试验
    3.5 结果讨论与误差分析
    3.6 本章小结
4 不同螺旋桨工作状态下的多桨水动力性能
    4.1 计算模型和计算工况
    4.2 航速对水动力性能影响
    4.3 螺旋桨工作状态对水动力性能影响
    4.4 本章小结
5 不同舵角下的多桨水动力性能
    5.1 计算模型和计算工况
    5.2 舵角对水动力性能影响
    5.3 螺旋桨工作状态对水动力性能影响
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AutoCAD二次开发的船用螺旋桨三维建模的研究[J]. 徐晓栋,龚非,苏召宁,纪陈飞.  科技与创新. 2015(18)
[2]某船及其改型船桨舵数值模拟与性能比较[J]. 杜云龙,陈霞萍,陈昌运.  水动力学研究与进展A辑. 2013(05)
[3]基于CFD模拟的水面船功率性能预报研究[J]. 吴乘胜,赵峰,张志荣,高雷,祁江涛.  中国造船. 2013(01)
[4]基于CFD分析的调距桨水动力性能研究[J]. 罗晓园,李新,郑锐聪,单树军.  船海工程. 2012(04)
[5]水面船自航因子CFD预报研究[J]. 戈亮,顾民,吴乘胜,邵建南.  船舶力学. 2012(07)
[6]基于OpenFOAM的螺旋桨敞水性能预报方法[J]. 郑巢生,张志荣.  中国舰船研究. 2012(03)
[7]基于FLUENT的螺旋桨水动力性能研究[J]. 王翔,刘正林,张圣东,王如意.  机械设计与制造. 2011(06)
[8]船体黏性非均匀伴流场中螺旋桨非定常水动力性能预报研究[J]. 沈海龙,苏玉民.  水动力学研究与进展A辑. 2009(02)
[9]螺旋桨三维建模与水动力数值分析[J]. 姚震球,高慧,杨春蕾.  船舶工程. 2008(06)
[10]雷诺相似船模预报实船推进因子的数值方法[J]. 刘志华,熊鹰,韩宝玉.  哈尔滨工程大学学报. 2008(07)

博士论文
[1]非均匀流中螺旋桨空泡及脉动压力的数值和试验研究[D]. 熊鹰.武汉理工大学 2002

硕士论文
[1]船舶螺旋桨敞水性能CFD模拟[D]. 付颐鑫.大连海事大学 2012
[2]四桨两舵大型船舶螺旋桨的面元法设计研究[D]. 周斌.哈尔滨工程大学 2010
[3]导管螺旋桨非定常水动力性能数值预报[D]. 汪蕾.上海交通大学 2009
[4]四桨两舵船舶螺旋桨不同工况下水动力性能及船体操纵性研究[D]. 单铁兵.哈尔滨工程大学 2008



本文编号：3049889