船舶吊舱式电力推进系统船机桨匹配研究

发布时间：2017-08-08 13:36

  本文关键词：船舶吊舱式电力推进系统船机桨匹配研究

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【摘要】：随着人们生活方式的提高和文明意识的进步,人类对船舶推进性能提出了更高的要求,与此同时电力电子、变频器控制和计算机控制等技术取得了迅猛发展,为了与时代的发展相呼应,船舶电力推进因其拥有环保、可靠性好、节能高效、操作性好等优点,已经逐渐成为船舶推进方式的发展方向,吊舱式电力推进系统作为电力推进的一种,已经占据着船舶电力推进的主流市场。国内外造船界和科研单位都对船舶吊舱式电力推进系统加大了科研力度和应用市场。吊舱式推进与常规柴油机推进有着很大的差异,它的结构特点决定了其优越的特性,吊舱式推进器采用吊舱的形式,推进电机置于吊舱内与螺旋桨直接相联,省去中间轴系,整体悬挂在船底板上。本课题是基于集美大学轮机工程学院船舶综合电力推进系统科研平台建设项目,对船舶吊舱式电力推进系统船机桨的匹配进行研究,对深入研究吊舱式电力推进系统有非常重要的意义。本论文以吊舱式推进船舶为研究对象,依据船-机-桨匹配设计原理,利用常规螺旋桨等效设计POD螺旋桨的方法设计吊舱推进器螺旋桨参数,并用Lab VIEW编程语言开发船机桨匹配分析计算软件,优化匹配设计方案,通过电力推进科研平台进行仿真分析。本论文主要工作如下:1.介绍了国内外对吊舱式电力推进船舶的研究现状,对吊舱式推进器的组成结构、特点以及分类应用进行了阐述;2.介绍了船舶的阻力特性、螺旋桨的工作特性以及推进器与船体的相互作用,并详细的介绍了吊舱式推进系统船机桨匹配原理;3.阐述了船-机-桨匹配设计方案的总体思路,介绍了常规螺旋桨设计方法,重点介绍POD螺旋桨等效设计思路,并针对本文的研究对象进行了POD螺旋桨的参数设计;4.根据设计方案,完成设计方案的优化工作。具体来讲是利用LABview编程语言开发了螺旋桨参数优化程序以及船-机-桨匹配计算分析平台,根据设计的方案以及开发的程序,对设计的方案进行优化,最后选定优化的设计方案;5.利用综合电力推进平台对所设计出的方案进行半实物仿真分析。本文完成了对吊舱式推进船舶船机桨匹配设计方案的研究,设计出了优化的船-机-桨匹配设计方案,并对其动态的仿真效果进行了验证。
【关键词】：吊舱推进器 螺旋桨设计 船-机-桨匹配 电力推进
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景与意义9-10
• 1.2 船舶吊舱式电力推进系统简介10-12
• 1.2.1 吊舱式电力推进系统组成10
• 1.2.2 吊舱式电力推进系统的特点10-11
• 1.2.3 吊舱式电力推进系统的关键技术及其应用发展11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.3.1 吊舱式电力推进国外研究现状12-13
• 1.3.2 吊舱式电力推进国内研究现状13-14
• 1.3.3 船-机-桨匹配国内外研究现状14
• 1.4 本论文主要内容14-16
• 第2章 吊舱式电力推进系统船机桨匹配理论16-25
• 2.1 船舶阻力特性16-17
• 2.2 螺旋桨工作特性17-19
• 2.2.1 螺旋桨的推力和转矩17-18
• 2.2.2 螺旋桨的敞水特性18
• 2.2.3 四象限螺旋桨敞水特性18-19
• 2.3 吊舱推进器与船体的相互作用19-23
• 2.3.1 船体对螺旋桨的影响20-21
• 2.3.2 螺旋桨对船体的影响21-23
• 2.4 吊舱式电力推进系统船机桨匹配原理23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 吊舱式电力推进系统船机桨匹配设计方案研究25-39
• 3.1 船机桨匹配设计方案总论25-26
• 3.2 吊舱式电力推进系统船机桨匹配实现方法26-27
• 3.3 常规螺旋桨设计27-31
• 3.3.1 无限制直径设计27-28
• 3.3.2 限制直径设计28-29
• 3.3.3 空泡校核29-31
• 3.4 POD螺旋桨等效设计31-32
• 3.4.1 POD推进器结构31
• 3.4.2 POD螺旋桨影响因素31
• 3.4.3 POD螺旋桨等效设计31-32
• 3.5 设计方案算例32-38
• 3.5.1 常规螺旋桨设计33-36
• 3.5.2 POD桨等效设计36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 吊舱式电力推进系统机桨匹配设计方案优化研究39-54
• 4.1 机桨匹配设计方案优化总论39-40
• 4.2 吊舱螺旋桨参数优化40-43
• 4.2.1 吊舱螺旋桨参数优化方法40-42
• 4.2.2 吊舱螺旋桨优化结果42-43
• 4.3 推进系统机桨匹配设计方案分析43-53
• 4.3.1 仿真分析平台设计思想44
• 4.3.2 仿真分析平台程序开发及界面实现44-48
• 4.3.3 仿真计算结果分析48-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 吊舱式电力推进系统船机桨匹配仿真实验研究54-63
• 5.1 船舶综合电力推进科研实验平台介绍54-56
• 5.1.1 综合电力推进平台硬件组成54-56
• 5.1.2 综合电力推进平台软件介绍56
• 5.2 船桨数学模型的实现56-57
• 5.3 平台实验数据分析57-62
• 5.3.1 船舶正航57-59
• 5.3.2 船舶倒航59-60
• 5.3.3 船舶正航停车60-62
• 5.4 设计方案总结62
• 5.5 本章小节62-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68
• 在学期间发表的学术论文68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董涛;王志新;;吊舱推进器研究开发与应用新进展[J];船舶工程;2007年01期

2 沈兴荣;蔡跃进;蔡荣泉;冯学梅;;吊舱式推进器模型试验方法中的一些问题[J];船舶;2007年01期

3 聂延生,李伟光,汪涌泉;SSP推进器系统原理及特点分析[J];船电技术;2002年01期

4 李香梅;;船舶电力推进系统现状及其发展[J];公安海警高等专科学校学报;2010年03期

5 李永鹏;船舶电力推进及其应用前景[J];航海技术;2002年05期

6 张凤香,王建国,鲁宁;某艇船机桨匹配的技术途径[J];舰船科学技术;2001年04期

7 谢清程;易小冬;;吊舱式电力推进器的新进展[J];机电设备;2007年01期

8 高海波;高孝洪;陈辉;林治国;;吊舱式电力推进装置的发展及应用[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年01期

9 李巍;汪蕾;杨晨俊;杨池;;吊舱推进器定常水动力性能[J];上海交通大学学报;2009年02期

10 孙诗南;舰船电力推进在21世纪的发展[J];上海造船;2002年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张晓飞;吊舱推进器中同步电机直接转矩控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

2 易斌;潜艇的推进控制及仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

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本文编号：640276