發(fā)動機—推進軸系—螺旋槳是各類艦船中普遍采用的動力推進系統(tǒng)。在航行中,三者都受到多種復雜載荷的影響并產(chǎn)生振動及噪聲輻射。各類振動對船艇的航行性能和船載設(shè)備的可靠性能產(chǎn)生消極的影響,而噪聲輻射則是影響水下裝置隱身性能的關(guān)鍵因素。研究螺旋槳激振力引起的軸系及船體的結(jié)構(gòu)振動,可以了解螺旋槳激勵的振動能量在推進軸系中的傳遞特性,對于控制振動噪聲,提高船艇的機械航行性能和隱身安全性能具有重要價值。本文結(jié)合艦船推進軸系的一般結(jié)構(gòu)形式,以及軸系與艇體耦合振動的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,將螺旋槳激勵特性分析與振動能量傳遞分析相結(jié)合,對推進軸系的扭轉(zhuǎn)-縱向-彎曲多維耦合振動特性進行研究,進而基于模擬工況探討振動能量在軸系多維耦合振動中的傳遞機理,為改進軸系與艇體耦合減振設(shè)計方法和優(yōu)化振動噪聲控制策略提供理論依據(jù)。具體工作包括:首先對螺旋槳軸承激振力進行計算。采用升力線法和CFD方法對目標螺旋槳的軸承力進行理論計算。分別使用MATLAB軟件編制升力線法的計算程序和應(yīng)用Fluent流體仿真法求解出螺旋槳的敞水性能。比較優(yōu)劣之后采用CFD方法,選取滑移網(wǎng)格模型模擬出螺旋槳在敞水條件下軸承激振力的周期性變化,通過快速傅里... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

峨旋槳升力線模型

２．２基于升力線法的螺旋槳性能計算??２．２．１二維翼型參數(shù)及葉元體理論??普通的機翼形狀如圖２＿１所示，有以下定義??＞，個??、?Ｊｉｌ??￣￣￣??，?ｂ?＾??圖２－！二維翼型及主要參數(shù)定義??１．?拱線，內(nèi)切圓圓心的連線，經(jīng)常近似為垂向線段中點的連線。??２．?弦，剖面前端點到后端點的連線，長度為弦長６。??３．?拱度，拱線偏離弦線的距離々。??９??

山東大學碩士學位論文??４．?厚度，內(nèi)切圓的直徑，常近似的取垂向線段的長??把槳葉沿著徑向分割成無數(shù)無限小的小段稱為葉元體，如圖２－２所示，??在任意半徑ｒ處選取一葉元體，其厚度為辦，螺旋槳進速為＆，螺旋槳旋轉(zhuǎn)??角速度為扮，槳的軸向誘導速度＆，周向誘導速度Ｍ，，則葉元體的進流速度??可用如圖２－３表示，進角０，水動力螺距角／？，，螺距角０，葉元體攻角％，??合速度為匕。??＇?／ｆ＼??ｄｒ?ｉ＾—＇Ｖｙ?－?＼??－Ｍ?為黨：．．—１，??ｆ．ｄｉ＾——＇，ＪＴ??圖２－２葉元體?圖２－３剖面的速度多邊形??把葉元體看做一小段機翼，將其所受的升力和阻力分解，產(chǎn)生的軸向力??和切向力??［ｄＴ?＝?ｄＬａ?－?ｄＤａ?＝?ｄＬ?ｃｏｓ?－ｄＤｓｍ?ｐ，?｛２－＼）??＼ｄＦ?＝?ｄＤｔ?＋?ｄＬｔ?＝?ｄＤ?ｃｏｓ?ｐｔ?＋?ｄＬ?ｓｉｎ?Ｊ３．??據(jù)儒科夫斯基定理，葉元體的升力乙與進速匕和環(huán)量ｒ有以下聯(lián)系：??ｄＬ?＝?ｐＴ（ｒ）ＶＫｄｒ?（２－２）??沿著徑向積分則可以得到螺旋槳推力和轉(zhuǎn)矩：??Ｔ?＝?ｐｚ［＼ｃｏｒ－ｕｌ）ｒ｛ｒ）ｄｒ??？?：?（２－３）??０?＝?ｐＺ＼＾（ｕａ?＋?Ｖｐ）Ｙ（ｒ）ｄｒ??式中ｐ為流體的密度

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不均勻進流場下螺旋槳非定常力的數(shù)值模擬[J]. 張凱奇,葉金銘,于安斌.  艦船科學技術(shù). 2018(03)
[2]斜流中螺旋槳非定常水動力性能的數(shù)值分析[J]. 常欣,梁寧,王超,孫帥.  哈爾濱工程大學學報. 2017(07)
[3]外部軸向激勵作用下螺旋槳軸承力非定常變化特性數(shù)值研究[J]. 舒敏驊,陳科,尤云祥,胡天群.  推進技術(shù). 2017(04)
[4]船舶軸系縱向振動數(shù)學模型的研究[J]. 張策,董良雄.  機械制造. 2017(01)
[5]船舶推進軸系縱向振動特性及控制技術(shù)研究[J]. 張陽陽,樓京俊.  兵器裝備工程學報. 2016(01)
[6]非均勻粘性流場螺旋槳非定常水動力性能研究[J]. 解學參,姜治芳,邱遼原.  船舶工程. 2015(06)
[7]船舶軸系振動研究與發(fā)展方向[J]. 張抱月.  中國水運(下半月). 2015(04)
[8]螺旋槳軸承力計算方法的對比分析[J]. 朱鵬,畢毅,葉金銘.  中國艦船研究. 2015(01)
[9]螺旋槳設(shè)計和基于FLUENT的水動力特性分析[J]. 王歡,李文英,楊飛.  中國農(nóng)機化學報. 2015(01)
[10]大型船舶推進軸系扭振特性仿真和試驗[J]. 談微中,張聰,田哲,嚴新平,胡木水.  艦船科學技術(shù). 2015(01)

博士論文
[1]螺旋槳激振力引起的船體結(jié)構(gòu)振動及水下輻射噪聲特性研究[D]. 李燎原.哈爾濱工程大學 2016
[2]水下航行器泵噴推進器設(shè)計方法研究[D]. 劉業(yè)寶.哈爾濱工程大學 2013
[3]推進軸系回旋振動及其支撐結(jié)構(gòu)振動特性研究[D]. 周海軍.哈爾濱工程大學 2013
[4]船舶軸系振動研究[D]. 周春良.哈爾濱工程大學 2006

碩士論文
[1]考慮伴流場的無人自治水下航行器推進系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李龍.天津大學 2016
[2]船用低速柴油機軸系扭振及其冰區(qū)特性的研究[D]. 趙旭東.大連海事大學 2015
[3]基于數(shù)值方法模擬螺旋槳誘導的脈動壓力[D]. 劉迪.大連理工大學 2015
[4]基于Fluent的槳—舵—轂帽鰭水動力性能研究[D]. 劉澤娟.大連理工大學 2015
[5]基于勢流—黏流耦合計算的船體自航性能CFD研究[D]. 鄭洋.上海交通大學 2015
[6]螺旋槳水動力、空泡和噪聲性能預報方法研究[D]. 王國棟.華中科技大學 2013
[7]導管螺旋槳的水動力性能及噪聲性能預報[D]. 崔立新.哈爾濱工程大學 2013
[8]船后伴流場預報及考慮空泡性能的螺旋槳優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 初紹偉.上海交通大學 2012
[9]基于數(shù)值方法的船用輕質(zhì)螺旋槳設(shè)計[D]. 張磊.大連理工大學 2011
[10]船舶軸系扭振特性與應(yīng)力工程預報研究[D]. 于招陽.上海交通大學 2011



本文編號：3340119