基于空泡数值模拟的船尾流激振动治理研究

发布时间：2021-10-31 23:02

　　应用CFD数值模拟技术对螺旋桨空泡及其脉动压力进行评估,为螺旋桨、船尾线型及附体的优化设计提供依据。针对一艘双桨船振动过高的问题,提出轴支架和螺旋桨优化设计的方案。经评估,优化后螺旋桨空泡性能得到显著改善,诱导的船尾脉动压力从10 kPa以上降低至3 kPa左右,船尾振动得到大幅降低,并得到了实船振动测试结果的验证。 

【文章来源】：中国造船. 2020,61(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

船体三维模型

采用CFD方法对对象船进行了船尾流场与螺旋桨空泡的CFD评估，计算条件列于表1,CFD计算的网格分布如图2所示。对象船的螺旋桨负荷较大，而盘面比（Ae/A0=0.693）与桨叶梢隙比（i≈0.16）偏小，导致桨叶空泡性能不理想，且压力脉动较大。由图3可知，处于舷侧的轴支架翼型首端表面及尾端表面均会出现空泡，可能引起作用于支架上的力的脉动，从而导致船体结构振动。同时，桨叶表面的空泡形态不稳定，且由于桨叶叶梢间隙较小，导致船体尾部在螺旋桨上方区域的脉动压力过大，特别是一阶脉动压力的最大值超过10 kP a，如图4所示（Dm为螺旋桨模型直径）。

原船螺旋桨及支架表面的空泡形态

【参考文献】：
期刊论文
[1]多桨船双臂支架空泡性能优化及其对螺旋桨空泡性能影响研究[J]. 黄红波,许晖,王建芳,丁恩宝,刘登成.  中国造船. 2015(02)
[2]空泡螺旋桨诱导的双桨船脉动压力数值预报[J]. 叶金铭,熊鹰,孙海涛,王展智.  哈尔滨工程大学学报. 2013(05)
[3]双臂轴支架的剖面形状和安装角度对船舶伴流场的影响[J]. 王展智,熊鹰,刘志华,姜治芳.  中国舰船研究. 2012(04)

硕士论文
[1]螺旋桨脉动压力及其诱导的船舶振动与噪声研究[D]. 阳涛.武汉理工大学 2017



本文编号：3469030