間隙流域多因素對(duì)無(wú)軸輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器性能與功耗影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-15 07:00
無(wú)軸輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)軸推進(jìn)器”)將電機(jī)與螺旋槳高度集成一體,是一種新型的電力推進(jìn)裝置。由于具有功率密度高、振動(dòng)噪聲小、綠色節(jié)能等優(yōu)勢(shì),無(wú)軸推進(jìn)技術(shù)是目前世界的研究熱點(diǎn)。與普通電機(jī)的工作環(huán)境不同,無(wú)軸推進(jìn)器電機(jī)浸泡在水中,間隙流道帶走電機(jī)部分發(fā)熱量的同時(shí),還為軸承提供潤(rùn)滑液,該間隙流道的設(shè)計(jì)是無(wú)軸推進(jìn)器的技術(shù)難點(diǎn)之一:一方面,該間隙形成了多尺度流體且相互影響,間隙尺度會(huì)影響電機(jī)散熱效果、電磁強(qiáng)度和軸承性能,需要面向三者性能設(shè)計(jì)間隙流道;另一方面,間隙流道由徑向間隙、前端面間隙和后端面間隙組成,轉(zhuǎn)子在間隙旋轉(zhuǎn)會(huì)造成摩擦功耗,如何通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)控制功耗是關(guān)鍵之一。針對(duì)無(wú)軸推進(jìn)器間隙流域的功耗、散熱,以及對(duì)推進(jìn)器性能影響的問(wèn)題,建立了相應(yīng)的數(shù)值模型,利用計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)方法研究間隙參數(shù)和邊界參數(shù)對(duì)推進(jìn)器整體的影響規(guī)律。主要研究工作和創(chuàng)新成果如下:(1)分析了無(wú)軸推進(jìn)器的組成和各組件相互作用關(guān)系,設(shè)計(jì)了5.5 k W無(wú)軸推進(jìn)器過(guò)流部件,闡明了無(wú)軸推進(jìn)器螺旋槳和間隙流域的多尺度和多物理場(chǎng)耦合的特點(diǎn)。(2)給出了無(wú)軸推進(jìn)器間...
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同結(jié)構(gòu)形式的無(wú)軸推進(jìn)器
7圖 1-4 研究技術(shù)路線(xiàn)1.3.3 章節(jié)安排章節(jié)安排及每章主要內(nèi)容如下:第 1 章:介紹了本文課題的研究背景與意義,描述了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與不,簡(jiǎn)要概括了本文的研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)。第 2 章:介紹了 5.5 kW 無(wú)軸推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括電機(jī)、螺旋槳、軸承導(dǎo)管。
(a) 定子磁鋼 (b) 密封材料圖 2-1 無(wú)軸推進(jìn)電機(jī)定子圖 2-2 所示為推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子示意圖,釹鐵硼(NdFeB)永磁體安裝在轉(zhuǎn)子壁上,安裝方式為表貼式。選擇釹鐵硼作為磁極材料是因?yàn)樽鳛橄⊥劣来诺囊环N,釹鐵硼具有極高的磁能積和矯頑力,同時(shí)能量密度很高,即使體小也具有很強(qiáng)的磁性。和定子一樣,永磁體表面因容易吸附鐵磁性雜質(zhì)等需要添加保護(hù)材料。5.5 kW 無(wú)軸推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子也是利用環(huán)氧樹(shù)脂密封膠保磁體。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)軸輪緣推進(jìn)器的間隙流動(dòng)功耗與散熱[J]. 劉報(bào),嚴(yán)新平,歐陽(yáng)武. 船舶工程. 2017(12)
[2]船舶無(wú)軸推進(jìn)器中旋轉(zhuǎn)型水潤(rùn)滑橡膠支撐軸承最大位移量研究[J]. 蘭任生,靳栓寶,祝昊,沈洋,劉濤. 船電技術(shù). 2017(02)
[3]無(wú)軸輪緣推進(jìn)器內(nèi)置電機(jī)防護(hù)材料與防護(hù)工藝綜述[J]. 陳珂,楊顯照,李燚航,潘凌風(fēng),歐陽(yáng)武,嚴(yán)新平. 微特電機(jī). 2016(07)
[4]輪緣驅(qū)動(dòng)無(wú)軸推進(jìn)器冷卻方案設(shè)計(jì)與多物理場(chǎng)耦合計(jì)算[J]. 胡鵬飛,靳栓寶,沈洋,魏應(yīng)三,蘭任生,莊雙江. 船電技術(shù). 2016(03)
[5]流體機(jī)械旋轉(zhuǎn)湍流計(jì)算模型研究進(jìn)展[J]. 王福軍. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]Y+值對(duì)地面交通工具氣動(dòng)阻力計(jì)算精度影響的研究[J]. 賴(lài)晨光,任浡麒,滿(mǎn)超. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2015(10)
[7]有/無(wú)壓差的間隙流動(dòng)對(duì)輪緣推進(jìn)器水動(dòng)力的影響研究[J]. 韋喜忠,唐曹慶明,登海,洪方文. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2015(05)
[8]無(wú)軸推進(jìn)電機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 鐘宏偉,韓雪,劉亞兵. 艦船科學(xué)技術(shù). 2015(09)
[9]基于雷諾平均Navier-Stokes方程的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算[J]. 侯碩,曹義華. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]無(wú)軸輪緣推進(jìn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 談微中,嚴(yán)新平,劉正林,張聰,黃千穩(wěn),田哲. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2015(03)
碩士論文
[1]基于FLUENT的縱向溝槽水潤(rùn)滑軸承流體潤(rùn)滑數(shù)值分析[D]. 華細(xì)金.重慶大學(xué) 2009
[2]基于FLUENT的靜壓軸承流場(chǎng)及溫度場(chǎng)研究[D]. 張艷芹.哈爾濱理工大學(xué) 2007
[3]兩方程湍流模型的應(yīng)用研究[D]. 張強(qiáng).西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3395617
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同結(jié)構(gòu)形式的無(wú)軸推進(jìn)器
7圖 1-4 研究技術(shù)路線(xiàn)1.3.3 章節(jié)安排章節(jié)安排及每章主要內(nèi)容如下:第 1 章:介紹了本文課題的研究背景與意義,描述了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與不,簡(jiǎn)要概括了本文的研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)。第 2 章:介紹了 5.5 kW 無(wú)軸推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括電機(jī)、螺旋槳、軸承導(dǎo)管。
(a) 定子磁鋼 (b) 密封材料圖 2-1 無(wú)軸推進(jìn)電機(jī)定子圖 2-2 所示為推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子示意圖,釹鐵硼(NdFeB)永磁體安裝在轉(zhuǎn)子壁上,安裝方式為表貼式。選擇釹鐵硼作為磁極材料是因?yàn)樽鳛橄⊥劣来诺囊环N,釹鐵硼具有極高的磁能積和矯頑力,同時(shí)能量密度很高,即使體小也具有很強(qiáng)的磁性。和定子一樣,永磁體表面因容易吸附鐵磁性雜質(zhì)等需要添加保護(hù)材料。5.5 kW 無(wú)軸推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子也是利用環(huán)氧樹(shù)脂密封膠保磁體。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)軸輪緣推進(jìn)器的間隙流動(dòng)功耗與散熱[J]. 劉報(bào),嚴(yán)新平,歐陽(yáng)武. 船舶工程. 2017(12)
[2]船舶無(wú)軸推進(jìn)器中旋轉(zhuǎn)型水潤(rùn)滑橡膠支撐軸承最大位移量研究[J]. 蘭任生,靳栓寶,祝昊,沈洋,劉濤. 船電技術(shù). 2017(02)
[3]無(wú)軸輪緣推進(jìn)器內(nèi)置電機(jī)防護(hù)材料與防護(hù)工藝綜述[J]. 陳珂,楊顯照,李燚航,潘凌風(fēng),歐陽(yáng)武,嚴(yán)新平. 微特電機(jī). 2016(07)
[4]輪緣驅(qū)動(dòng)無(wú)軸推進(jìn)器冷卻方案設(shè)計(jì)與多物理場(chǎng)耦合計(jì)算[J]. 胡鵬飛,靳栓寶,沈洋,魏應(yīng)三,蘭任生,莊雙江. 船電技術(shù). 2016(03)
[5]流體機(jī)械旋轉(zhuǎn)湍流計(jì)算模型研究進(jìn)展[J]. 王福軍. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(02)
[6]Y+值對(duì)地面交通工具氣動(dòng)阻力計(jì)算精度影響的研究[J]. 賴(lài)晨光,任浡麒,滿(mǎn)超. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2015(10)
[7]有/無(wú)壓差的間隙流動(dòng)對(duì)輪緣推進(jìn)器水動(dòng)力的影響研究[J]. 韋喜忠,唐曹慶明,登海,洪方文. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2015(05)
[8]無(wú)軸推進(jìn)電機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 鐘宏偉,韓雪,劉亞兵. 艦船科學(xué)技術(shù). 2015(09)
[9]基于雷諾平均Navier-Stokes方程的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算[J]. 侯碩,曹義華. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]無(wú)軸輪緣推進(jìn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 談微中,嚴(yán)新平,劉正林,張聰,黃千穩(wěn),田哲. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2015(03)
碩士論文
[1]基于FLUENT的縱向溝槽水潤(rùn)滑軸承流體潤(rùn)滑數(shù)值分析[D]. 華細(xì)金.重慶大學(xué) 2009
[2]基于FLUENT的靜壓軸承流場(chǎng)及溫度場(chǎng)研究[D]. 張艷芹.哈爾濱理工大學(xué) 2007
[3]兩方程湍流模型的應(yīng)用研究[D]. 張強(qiáng).西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3395617
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