螺旋桨毂帽鳍参数定量设定的优化匹配研究

发布时间：2017-09-01 18:10

  本文关键词：螺旋桨毂帽鳍参数定量设定的优化匹配研究

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【摘要】：随着能源紧张,石油价格上涨等问题的日益加剧,在原有的船舶建造方案基础上,提高船舶的节能效率成为我国船舶业应对上述问题的有效手段。螺旋桨毂帽鳍作为一种附加节能装置再一次成为研究热点。 以往的毂帽鳍设计方案大多数依靠多方案模型试验的方法来确定,并且影响毂帽鳍助推效率的主要参数均为定性给出。本文根据以往学者研究出的影响毂帽鳍效率的最佳参数范围,通过对比不同轴向位置和安装角对DTMB P4119螺旋桨加鳍前后敞水效率的影响,确定了毂帽鳍参数的选定方法。 按照此种方法,针对4119桨确定匹配的毂帽鳍参数值并建立加鳍桨模型。通过Fluent软件进行系列的数值模拟计算,在不同进速系数下,加鳍螺旋桨的效率增益可以达到0.93%～2.86%。 文中编写的图谱桨坐标变换程序,可以在已知螺旋桨基本参数和各叶切面形状尺寸的前提下,将各叶切面上点的二维坐标值转换成三维坐标值。根据文中毂帽鳍参数的设定方法,针对MAU4-55模型桨确定匹配的毂帽鳍参数值并建立模型。在三种不同螺距比下通过Fluent模拟计算螺旋桨毂帽鳍的水动力性能,结果表明,加鳍螺旋桨效率可提高0.2%～1.72%。 文中针对DTMB P4119螺旋桨确定的毂帽鳍参数设定方法不仅可使4119桨效率提高,而且可以应用于MAU4-55螺旋桨使其效率得到提高,说明了文中毂帽鳍参数设定方法的可行性与可推广性。
【关键词】：螺旋桨毂帽鳍 参数设定 节能 Fluent
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 船舶推进器节能装置10-11
• 1.2.1 节能装置分类10
• 1.2.2 节能装置原理10-11
• 1.3 毂帽鳍的研究现状11-13
• 1.3.1 毂帽鳍发展过程11-12
• 1.3.2 影响毂帽鳍助推效率的主要因素12-13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 2 湍流模型与软件介绍15-20
• 2.1 流动控制方程15-16
• 2.1.1 连续性方程15
• 2.1.2 动量守恒方程15-16
• 2.2 湍流模型16-17
• 2.2.1 RNG K-ε模型16
• 2.2.2 SST K-ω双方程模型16-17
• 2.3 网格生成软件Gambit17-18
• 2.3.1 Gambit的功能17
• 2.3.2 Gambit软件的操作流程17-18
• 2.4 Fluent简介18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 DTMB P4119桨毂帽鳍参数定量设定的优化匹配研究20-41
• 3.1 控制方程与湍流模型20
• 3.2 螺旋桨建模20-24
• 3.2.1 模型建立20-22
• 3.2.2 计算域的建立22
• 3.2.3 网格划分22-23
• 3.2.4 边界条件设置23
• 3.2.5 螺旋桨敞水效率计算值与实验值对比分析23-24
• 3.3 毂帽鳍参数的选取24-32
• 3.3.1 毂帽鳍形状的确定24-25
• 3.3.2 轴向位置的确定25-30
• 3.3.3 安装角度的确定30-31
• 3.3.4 最终参数设定31-32
• 3.4 数值模拟结果与分析32-37
• 3.4.1 加载毂帽鳍前后螺旋桨数值分析32-34
• 3.4.2 对加鳍前后螺旋桨尾涡分布图考察34-35
• 3.4.3 对桨叶表面压力云图考察35-37
• 3.5 桨毂形状对毂帽鳍助推效率的影响37-39
• 3.6 本章小结39-41
• 4 MAU桨毂帽鳍参数定量设定的优化匹配研究41-75
• 4.1 控制方程与湍流模型41
• 4.2 MAU桨坐标变换41-50
• 4.2.1 基于坐标变换的桨叶切面型值计算42-44
• 4.2.2 桨叶切面型值点坐标编程计算44-47
• 4.2.3 螺旋桨桨叶曲面生成过程47-50
• 4.3 桨毂形状的选择50-53
• 4.4 螺距比为0.8的MAU4-55桨加鳍桨建模53-61
• 4.4.1 模型建立53-54
• 4.4.2 计算域的建立54-55
• 4.4.3 网格划分55
• 4.4.4 边界条件设置55-56
• 4.4.5 螺旋桨效率计算值与实验值对比分析56-57
• 4.4.6 加鳍前后螺旋桨数值分析57-58
• 4.4.7 对加鳍前后螺旋桨尾涡分布图考察58-59
• 4.4.8 对桨叶表面压力云图的考察59-61
• 4.5 螺距比为1.2的MAU4-55桨加鳍桨建模61-68
• 4.5.1 模型与计算域的建立61-62
• 4.5.2 网格划分与边界条件设置62-63
• 4.5.3 螺旋桨效率计算值与实验值对比分析63-64
• 4.5.4 加鳍前后螺旋桨数值分析64-65
• 4.5.5 对加鳍前后螺旋桨尾涡分布图考察65-66
• 4.5.6 对桨叶表面压力云图的考察66-68
• 4.6 螺距比为1.6的MAU4-55桨加鳍桨建模68-74
• 4.6.1 模型建立与计算域的建立68-69
• 4.6.2 网格划分与边界条件设置69
• 4.6.3 螺旋桨效率计算值与实验值对比分析69-70
• 4.6.4 加鳍前后螺旋桨数值分析70-71
• 4.6.5 对加鳍前后螺旋桨尾涡分布图考察71-72
• 4.6.6 对桨叶表面压力云图的考察72-74
• 4.7 本章小结74-75
• 5 结论与展望75-76
• 参考文献76-78
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况78-79
• 致谢79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：773621