导管螺旋桨导管剖面优化方法研究

发布时间：2017-08-27 08:03

  本文关键词：导管螺旋桨导管剖面优化方法研究

  更多相关文章： 推进器设计 计算流体力学 导管螺旋桨 优化 尺度效应 水动力效率

【摘要】：导管螺旋桨应用极其广泛,尤其是在拖船、水下航行器、海洋平台工作船等船舶上。导管螺旋桨在新型船舶上的应用以及社会对节能减排的迫切期望,现有的导管桨图谱已不能满足需求,所以有必要开发新型高效导管桨。导管是导管桨设计成功与否的关键。本文以导管桨导管剖面为设计目标,旨在建立一套切实可行的导管桨导管剖面优化设计方法。首先,论文对导管螺旋桨导管剖面设计方法的国内外研究进展进行了归纳总结。然后,对导管桨导管剖面进行参数化表征,建立了一套基于B-样条方法的导管剖面参数化方法。对导管参数进行优化分析,建立了基于二维CFD粘流计算的以正交设计试验方法为主的导管参数优化设计方法。其次,利用参数化方法和优化设计方法设计得到优化结果,并用三维CFD计算验证优化结果,最后进行模型试验进一步验证设计结果的正确性。再次,鉴于尺度效应的存在,对导管桨导管剖面进行了实尺度下的优化设计,并与模型尺度下的结果进行比较。设计结果证明有必要使用实尺度方法开展导管桨导管剖面设计。最后,对上述研究进行总结,总结出一套导管螺旋桨导管剖面的优化设计方法。
【关键词】：推进器设计 计算流体力学 导管螺旋桨 优化 尺度效应 水动力效率
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.33
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1. 绪论8-18
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 国内外导管桨图谱10-12
• 1.2.2 导管螺旋桨水动力性能研究12-14
• 1.2.3 导管桨导管优化方法14-17
• 1.3 本文主要研究内容17
• 1.4 本章小结17-18
• 2. 导管桨水动力预报方法研究18-32
• 2.1 二维CFD计算概述及判据18-22
• 2.1.1 二维CFD计算简介18-19
• 2.1.2 导管桨二维CFD粘流计算结果理论判据19-22
• 2.2 三维CFD数值计算22-31
• 2.2.1 计算流体力学基础理论[62]22-28
• 2.2.2 导管桨三维CFD水动力性能预报28-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3. 导管桨导管优化设计方法32-71
• 3.1 优化设计方法概述33-34
• 3.2 导管参数化方法34-45
• 3.3 导管主参数优化设计45-56
• 3.4 导管形状参数优化设计56-62
• 3.5 三维CFD验证62-66
• 3.6 高效导管机理研究66-70
• 3.7 本章小结70-71
• 4. 模型试验验证71-82
• 4.1 试验设施与测量仪器71-72
• 4.2 试验模型与试验方案72-74
• 4.3 模型试验结果及分析74-81
• 4.4 本章小结81-82
• 5. 实尺度导管螺旋桨导管优化分析82-106
• 5.1 导管主参数优化82-90
• 5.2 导管形状参数优化90-95
• 5.3 三维CFD验证95-102
• 5.4 高效导管机理研究102-105
• 5.5 本章小结105-106
• 6. 总结与展望106-108
• 6.1 总结106
• 6.2 展望106-108
• 致谢108-109
• 附录1 本文算例介绍109-112
• 附录2 No.19A导管、D1430导管和D1431导管型值与型线112-114
• 附录3 正交设计介绍114-116
• 附录4 二维CFD计算结果116-123
• 附录5 攻读硕士期间发表学术论文123-124
• 参考文献124-128

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本文编号：745021