【摘要】：近十幾年來,噴水推進(jìn)裝置以其推進(jìn)效率高、操縱性能好、振動(dòng)噪聲小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種高性能船舶。操舵倒航機(jī)構(gòu)作為噴水推進(jìn)系統(tǒng)的操縱裝置,其水動(dòng)力性能的優(yōu)劣關(guān)系到整個(gè)噴水推進(jìn)系統(tǒng)的性能好壞,設(shè)計(jì)不當(dāng)反而會(huì)損害船舶的快速性與操縱性。因此,預(yù)報(bào)研究噴水推進(jìn)操舵倒航機(jī)構(gòu)的水動(dòng)力性能,對(duì)保障所設(shè)計(jì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)良性能,乃至對(duì)噴水推進(jìn)技術(shù)的完善和發(fā)展都非常重要。本學(xué)位論文對(duì)噴水推進(jìn)操舵倒航機(jī)構(gòu)的水動(dòng)力性能進(jìn)行數(shù)值研究。論文總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)有的典型噴水推進(jìn)操舵倒航機(jī)構(gòu)及各自的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用范圍,介紹了用于數(shù)值研究的CFD基本理論和方法;采用動(dòng)量理論對(duì)操舵倒航機(jī)構(gòu)進(jìn)行水動(dòng)力分析,對(duì)目前常用的兩種倒航裝置給出了其倒航推力的計(jì)算公式。論文對(duì)一種平進(jìn)口式噴水推進(jìn)器進(jìn)水流道建立數(shù)值模型,應(yīng)用CFD軟件Fluent對(duì)直航、倒航和斜航等三種航行狀態(tài)下噴水推進(jìn)器流道內(nèi)的三維粘性流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了操舵倒航機(jī)構(gòu)對(duì)噴水推進(jìn)器水動(dòng)力性能的影響。直航條件下的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比吻合良好,驗(yàn)證了數(shù)值模型和數(shù)值方法的有效性。在此基礎(chǔ)上,論文從流場(chǎng)的壓力分布、速度分布和有無轉(zhuǎn)軸等方面比較和分析了不同航行狀態(tài)對(duì)流場(chǎng)特征的影響。結(jié)果表明,倒航和斜航狀態(tài)下流道內(nèi)的流場(chǎng)更不均勻,壓力更低,更易發(fā)生空化和流動(dòng)分離現(xiàn)象。本文的研究結(jié)果可為噴水推進(jìn)操舵倒航機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供一定的參考。
【圖文】：

四種典型噴水推進(jìn)器操舵倒航機(jī)構(gòu)進(jìn)行介紹。3.2.1 蝶形倒航裝置William Hamilton在1954年成功研制出Hamilton噴水推進(jìn)器，如圖3-4所示。此后，新西蘭的 Hamilton Jet 公司不斷改進(jìn)和研發(fā)噴水推進(jìn)裝置，奠定了其在噴水推進(jìn)技術(shù)研究和應(yīng)用方面的領(lǐng)先地位。如今，Hamilton Jet 公司的主要產(chǎn)品 HJ 系列、HM 系列和 HT 系列噴水推進(jìn)裝置，憑借其優(yōu)異的可靠性和操縱性等成為了高性能船舶的最佳選擇。其中 HJ 系列噴水推進(jìn)器動(dòng)力范圍是 260-900 千瓦，能夠推進(jìn)最高時(shí)速 50 節(jié)、最大長度 20 米的船舶。HM 系列的噴水推進(jìn)器可用于惡劣海況環(huán)境中高速航行的船舶，其 3500 千瓦的動(dòng)力可以驅(qū)動(dòng) 20-60 米長度的船舶達(dá)到 50 節(jié)航速。HT 系列噴水推進(jìn)器代表著未來噴水推進(jìn)技術(shù)的革新，采用混流式噴水推進(jìn)泵

圖 3-4 首款 Hamilton 噴水推進(jìn)器“Quinnat”Fig. 3-4 First type of Hamilton Waterjet named “Quinnat”Hamilton Jet 公司的操舵倒航機(jī)構(gòu)如圖 3-5 所示，，在分類上應(yīng)該屬于外部導(dǎo)放斗型式，向兩舷反折噴口噴出的高速水流。由圖可以看到，該操舵倒航機(jī)揮舵效的是接在噴口后的導(dǎo)流扉，通過偏轉(zhuǎn)來改變噴流的轉(zhuǎn)向。該操舵倒航的倒車斗鉸支點(diǎn)位于推進(jìn)泵軸線之下，做倒航運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過液壓油缸推動(dòng)操使倒車斗掩蓋噴口后，噴出的水流就在倒車斗內(nèi)被重新分配方向，朝船首向噴出。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U664.34

【參考文獻(xiàn)】

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4 魏應(yīng)三;王永生;丁江明;;噴水推進(jìn)器進(jìn)水流道傾角與流動(dòng)性能關(guān)系研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2009年04期

5 劉承江;王永生;張志宏;;噴水推進(jìn)器數(shù)值模擬所需流場(chǎng)控制體的研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2008年05期

6 高雙;朱齊丹;李磊;吳限;;雙噴水推進(jìn)船舶的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究[J];船舶工程;2008年03期

7 丁江明;王永生;張志宏;劉巨斌;;基于動(dòng)量流量法對(duì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)推力的CFD計(jì)算[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

8 田乃東;陳建平;王立祥;;1000kW噴水推進(jìn)組合體的研制與應(yīng)用展望[J];船舶;2007年05期

9 王立祥;;噴水推進(jìn)及噴水推進(jìn)泵[J];通用機(jī)械;2007年10期

10 丁江明;王永生;劉承江;孫存樓;;噴水推進(jìn)在現(xiàn)代艦艇的應(yīng)用分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);2006年06期

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本文編號(hào)：2623533