螺旋桨空泡诱导的脉动压力预报及振动风险评估新方法

发布时间：2024-05-18 19:27

　　为适应日益增长的绿色船舶发展趋势,船舶经济性与舒适性要求越来越高。为避免螺旋桨空泡引起的船体局部振动超标问题,本文基于大量当代船舶全附体模型在大型循环水槽中的螺旋桨空泡与脉动压力试验数据及空泡特点,分析归纳出一种基于同类船舶螺旋桨主参数中值水平概念的脉动压力预报新方法。此方法在仅需要螺旋桨主参数的情况下就能较准确地预报民船螺旋桨空泡诱导的脉动压力幅值,可作为螺旋桨初期设计主参数选取优化的依据。同时结合脉动压力幅值与船桨相互影响强度,给出了船舶局部振动风险评估新方法,可应用于初步设计阶段船体尾部振动风险的评估。

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【部分图文】：

图2空泡诱导的脉动压力时域信号特征

螺旋桨在船后非均匀流场中运行，桨叶表面产生低压而形成周期性的空泡初生、发展和溃灭，从而引起较大幅值的脉动压力。为研究空泡与诱导的脉动压力之间特征关系，德国汉堡水池Johannsen(1998)[5]开创性地将高速摄影技术引入空泡与脉动压力同步测量中，利用同步触发器测量螺旋桨表面空....

图1脉动压力与空泡之间基本关系

图2空泡诱导的脉动压力时域信号特征Ji(2015,2019）等[8-9]通过对简化的一维空泡流动模型进行理论分析及对大涡模拟数值进行预报两种方法，表明空化流动中的低频压力脉动与空化体积对时间的二阶导数呈正比，揭示了空化流动中低频压力脉动产生的根源。这不但将空化状态与空化激振力的....

图3伴流修正后脉动压力公式预报值与试验测量预报值之间关系

设计状态下最大脉动压力大小可根据压载与设计状态两空泡数的比例平方关系换算获得，如两状态空泡数相差较大，可取1.5次方关系换算获得。3.2新脉动压力预报公式与Holden公式预报方法比较

图4基于船桨相互影响强度的船艉振动风险统计结果（压载吃水）

(3）对于船艉桨盘面处伴流明显优于同类型船舶中值水平的轴向伴流场分布（如Wmax-ISO≤0.8CB），且伴流峰宽度不小于360°/Z范围，IH数据可适当提高10%。5结论

本文编号：3977248