船舶螺旋桨理论设计及性能预报方法研究

发布时间：2017-09-30 06:09

  本文关键词：船舶螺旋桨理论设计及性能预报方法研究

  更多相关文章： 升力线 升力面 面元法 CFD 三桨推进

【摘要】：随着航运事业的蓬勃发展，各种类型的船舶不断涌现。任何船舶的航行都离不开推进系统，推进系统的优劣对船舶性能有着举足轻重的影响。而当今船舶大型化、高速化发展趋势所导致的主机功率增加，也对推进系统提出了更高的要求。作为推进系统中应用最为广泛的螺旋桨，其设计研究便显得尤为重要。 关于螺旋桨设计的理论与方法丰富多样，本文主要应用数值计算与模型试验的方法进行螺旋桨理论设计及性能预报研究。在理论设计方面，分别应用升力线理论近似法、精确法以及升力面理论进行螺旋桨设计；在性能预报方面，分别采用面元法、敞水试验法以及CFD数值模拟方法对螺旋桨敞水性能进行预报；在模型试验方面，，以某三桨船为研究对象，进行一系列模型试验，然后对试验数据进行分析计算，在此基础上对实船快速性作出预报。 本文通过理论与试验研究，得出以下结果：对于升力线理论而言，近似法与精确法两种设计方法的计算结果吻合度良好，因此在螺旋桨初步设计阶段用来简便地进行估算是可行的；在升力面理论方面，通过计算结果与试验值的比较可以看出升力面理论方法具有良好的精度；应用面元法、敞水试验法以及CFD数值模拟方法对螺旋桨性能进行预报，数值计算结果与相应桨型敞水试验结果对比吻合度良好；另外，通过整理分析模型试验数据，作出了三桨船实船总阻力换算与有效马力预报，得到了三桨船各桨的敞水性能曲线、阻力分配情况、自航因子以及效率成分预报等。
【关键词】：升力线 升力面 面元法 CFD 三桨推进
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究目的和意义8
• 1.2 国内外研究概况8-11
• 1.3 本论文主要工作11-13
• 2 螺旋桨理论设计方法研究13-34
• 2.1 升力线理论——近似法13-18
• 2.2 升力线理论——精确法18-26
• 2.3 近似法与精确法设计结果比较26-29
• 2.4 升力面理论29-32
• 2.5 本章小结32-34
• 3 螺旋桨性能预报方法研究34-50
• 3.1 定常面元法34-37
• 3.2 敞水试验法37-42
• 3.3 CFD 数值模拟方法42-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 某三桨船快速性预报研究50-66
• 4.1 试验参数50-52
• 4.2 船模阻力试验52-56
• 4.3 船模自航试验56-61
• 4.4 实船快速性预报61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 结论与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 附录 攻读硕士学位期间论文发表情况72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈尚;螺旋桨设计中的负荷分析[J];广东造船;1994年04期

2 王兴权，萧衍芬;一种螺旋桨设计方法[J];水运科技情报;1996年01期

3 季良;在外磁场旋转的螺旋桨产生的磁信号[J];水雷战与舰船防护;2003年02期

4 张平;杨辉;;常规螺旋桨设计要点分析[J];江苏船舶;2006年03期

5 孙红星;陈奕宏;李亚;高丽瑾;;模型螺旋桨唱音消除方法的试验研究[J];船舶力学;2008年05期

6 肖冰;范中洲;石爱国;吴明;;螺旋桨多种工况敞水性能数值预报[J];大连海事大学学报;2010年03期

7 张帅;朱锡;孙海涛;熊鹰;侯海量;;船用复合材料螺旋桨研究进展[J];力学进展;2012年05期

8 范濂源;陈东光;;高恩氏阔叶型螺旋桨设计图[J];中国造船;1957年01期

9 张济猛;;切割螺旋桨叶片边缘来调整负荷的方法[J];船舶工程;1981年03期

10 沈国鉴,沈行龙;轴向圆筒内对称叶剖面螺旋桨系列的模型试验研究[J];中国造船;1982年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡平;郭永崧;杨波;陈晓莹;;集装箱船螺旋桨设计探讨[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年

2 常博博;刘广荣;毛宁;;螺旋桨电子控制器硬件在回路仿真技术研究[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

3 周建刚;叶金铭;熊鹰;;螺旋桨诱导的平板脉动压力预报[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年

4 华汉金;蔡荣泉;;反弯扭叶片在螺旋桨减振降噪中的机理研究[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年

5 孙群;沈兴荣;;螺旋桨参数对空泡性能的影响研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年

6 魏以迈;徐艳姣;;螺旋桨水动力效率与噪声的优化方法[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年

7 沈海龙;郑丰勇;苏玉民;;基于滑动网格技术的船体和螺旋桨非定常干扰研究[A];第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2009年

8 伍锐;季盛;沈浩;郭永崧;陈洋;;螺旋桨诱导的船体表面脉动压力预报的试验研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年

9 陈奕宏;马琳;施小勇;王建芳;刘竹青;;基于小波分析的螺旋桨空泡噪声分析[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年

10 丁举;陈红梅;;大型LNG船螺旋桨水动力性能试验研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 通讯员 唐永进;七○二所螺旋桨设计独树一帜[N];中国船舶报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 沈志荣;船桨舵相互作用的重叠网格技术数值方法研究[D];上海交通大学;2014年

2 洪毅;高性能复合材料螺旋桨的结构设计及水弹性优化[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 谭廷寿;非均匀流场中螺旋桨性能预报和理论设计研究[D];武汉理工大学;2003年

4 沈海龙;船体与节能附体及螺旋桨的非定常干扰研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

5 王超;螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 胡健;螺旋桨空泡性能及低噪声螺旋桨设计研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

7 胡安康;沪东（HD）型船舶螺旋桨的研究与开发[D];哈尔滨工程大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王莹;船用调距桨推进性能分析[D];集美大学;2015年

2 陈凡龙;基于智能材料的可变形螺旋桨的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 黄璐;基于粘流/势流耦合的螺旋桨性能预报方法研究[D];中国舰船研究院;2015年

4 刘迪;基于数值方法模拟螺旋桨诱导的脉动压力[D];大连理工大学;2015年

5 高德宝;消涡轮节能装置的机理分析及效果论证评估[D];中国舰船研究院;2015年

6 郑洋;基于势流—黏流耦合计算的船体自航性能CFD研究[D];上海交通大学;2015年

7 侯奕;船舶螺旋桨理论设计及性能预报方法研究[D];华中科技大学;2014年

8 鞠磊;船后螺旋桨非定常空化性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

9 夏鹏鹏;低噪声螺旋桨设计策略研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

10 王欢;地下溶洞探测器运载装置推进螺旋桨研究[D];太原理工大学;2014年

本文编号：946551