间隙流域多因素对无轴轮缘驱动推进器性能与功耗影响研究

发布时间：2021-09-15 07:00

　　无轴轮缘驱动推进器（以下简称“无轴推进器”）将电机与螺旋桨高度集成一体,是一种新型的电力推进装置。由于具有功率密度高、振动噪声小、绿色节能等优势,无轴推进技术是目前世界的研究热点。与普通电机的工作环境不同,无轴推进器电机浸泡在水中,间隙流道带走电机部分发热量的同时,还为轴承提供润滑液,该间隙流道的设计是无轴推进器的技术难点之一:一方面,该间隙形成了多尺度流体且相互影响,间隙尺度会影响电机散热效果、电磁强度和轴承性能,需要面向三者性能设计间隙流道;另一方面,间隙流道由径向间隙、前端面间隙和后端面间隙组成,转子在间隙旋转会造成摩擦功耗,如何通过结构优化来控制功耗是关键之一。针对无轴推进器间隙流域的功耗、散热,以及对推进器性能影响的问题,建立了相应的数值模型,利用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法研究间隙参数和边界参数对推进器整体的影响规律。主要研究工作和创新成果如下:（1）分析了无轴推进器的组成和各组件相互作用关系,设计了5.5 k W无轴推进器过流部件,阐明了无轴推进器螺旋桨和间隙流域的多尺度和多物理场耦合的特点。（2）给出了无轴推进器间... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同结构形式的无轴推进器

7图 1-4 研究技术路线1.3.3 章节安排章节安排及每章主要内容如下：第 1 章：介绍了本文课题的研究背景与意义，描述了国内外研究现状与不，简要概括了本文的研究内容与技术路线。第 2 章：介绍了 5.5 kW 无轴推进器的结构设计，包括电机、螺旋桨、轴承导管。

(a) 定子磁钢 (b) 密封材料图 2-1 无轴推进电机定子图 2-2 所示为推进电机转子示意图，钕铁硼（NdFeB）永磁体安装在转子壁上，安装方式为表贴式。选择钕铁硼作为磁极材料是因为作为稀土永磁的一种，钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，同时能量密度很高，即使体小也具有很强的磁性。和定子一样，永磁体表面因容易吸附铁磁性杂质等需要添加保护材料。5.5 kW 无轴推进电机转子也是利用环氧树脂密封胶保磁体。

【参考文献】：
期刊论文
[1]无轴轮缘推进器的间隙流动功耗与散热[J]. 刘报,严新平,欧阳武.  船舶工程. 2017(12)
[2]船舶无轴推进器中旋转型水润滑橡胶支撑轴承最大位移量研究[J]. 兰任生,靳栓宝,祝昊,沈洋,刘涛.  船电技术. 2017(02)
[3]无轴轮缘推进器内置电机防护材料与防护工艺综述[J]. 陈珂,杨显照,李燚航,潘凌风,欧阳武,严新平.  微特电机. 2016(07)
[4]轮缘驱动无轴推进器冷却方案设计与多物理场耦合计算[J]. 胡鹏飞,靳栓宝,沈洋,魏应三,兰任生,庄双江.  船电技术. 2016(03)
[5]流体机械旋转湍流计算模型研究进展[J]. 王福军.  农业机械学报. 2016(02)
[6]Y+值对地面交通工具气动阻力计算精度影响的研究[J]. 赖晨光,任浡麒,满超.  重庆理工大学学报(自然科学). 2015(10)
[7]有/无压差的间隙流动对轮缘推进器水动力的影响研究[J]. 韦喜忠,唐曹庆明,登海,洪方文.  水动力学研究与进展A辑. 2015(05)
[8]无轴推进电机技术应用研究[J]. 钟宏伟,韩雪,刘亚兵.  舰船科学技术. 2015(09)
[9]基于雷诺平均Navier-Stokes方程的表面传热系数计算[J]. 侯硕,曹义华.  航空动力学报. 2015(06)
[10]无轴轮缘推进系统的研究现状与展望[J]. 谈微中,严新平,刘正林,张聪,黄千稳,田哲.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(03)

硕士论文
[1]基于FLUENT的纵向沟槽水润滑轴承流体润滑数值分析[D]. 华细金.重庆大学 2009
[2]基于FLUENT的静压轴承流场及温度场研究[D]. 张艳芹.哈尔滨理工大学 2007
[3]两方程湍流模型的应用研究[D]. 张强.西北工业大学 2004



本文编号：3395617