隨著全球能源危機(jī)的加劇,使得船舶運(yùn)營(yíng)成本越來越高,因此降低運(yùn)營(yíng)成本成為了船舶行業(yè)的主要課題之一。船舶節(jié)能技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代,這些技術(shù)歸納起來有兩種:阻力和推進(jìn)綜合性能優(yōu)良的新船型和水動(dòng)力附加節(jié)能裝置。本文研究的螺旋槳前置預(yù)旋定子屬于后者,它作用的基本原理是使螺旋槳進(jìn)流預(yù)旋、減小槳后周向誘導(dǎo)速度,使螺旋槳尾流中的旋轉(zhuǎn)能量部分回收,同時(shí)改善螺旋槳進(jìn)流,使船體與螺旋槳之間更匹配,以達(dá)到一定的節(jié)能效果。本學(xué)位論文首先基于升力面渦格法與RANS方程,以預(yù)旋定子為研究對(duì)象,進(jìn)行了敞水螺旋槳、船模拖航、船模自航數(shù)值模擬,其中螺旋槳采用了滑移網(wǎng)格技術(shù),湍流方程采用RNG k-ε模型與SST k-ω模型,并分析了船體表面及其附體表面的壓力分布與流場(chǎng)。通過對(duì)比自航推進(jìn)因子,分析了預(yù)旋定子的節(jié)能機(jī)理,驗(yàn)證了預(yù)旋定子的節(jié)能效果。在此基礎(chǔ)上采用升力面環(huán)量理論對(duì)預(yù)旋定子進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過改變定子葉片的偏轉(zhuǎn)角度,獲得了不同形式的定子,并分別計(jì)算了各種定子形式下的自航因子。同時(shí)采用升力面方法計(jì)算了自航狀態(tài)下各定子與螺旋槳的數(shù)值環(huán)量,分析了船身效率、相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率及推進(jìn)效率隨定子與螺旋槳環(huán)量比的變化趨勢(shì)。通...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 預(yù)旋定子的研究進(jìn)展
        1.2.2 船體自航數(shù)值研究進(jìn)展
        1.2.3 升力面理論研究進(jìn)展
    1.3 本文的研究工作
第二章 粘性流基本理論與數(shù)值方法
    2.1 引言
    2.2 數(shù)學(xué)建模
        2.2.1 控制方程
        2.2.2 湍流方程
        2.2.3 近壁處理
        2.2.4 邊界條件
    2.3 數(shù)值計(jì)算方法
        2.3.1 網(wǎng)格離散
        2.3.2 離散化方法
        2.3.3 離散格式
        2.3.4 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算
        2.3.5 動(dòng)區(qū)域計(jì)算模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 升力面理論
    3.1 引言
    3.2 基本假定
    3.3 坐標(biāo)系及螺旋槳幾何
    3.4 基本方程式及邊界條件
    3.5 升力面數(shù)值計(jì)算方法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 螺旋槳敞水性能數(shù)值計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算模型
        4.2.0 幾何模型
        4.2.1 流域與邊界條件
        4.2.2 網(wǎng)格劃分與數(shù)值計(jì)算方法
    4.3 計(jì)算結(jié)果分析
        4.3.1 P2836 螺旋槳敞水性能分析
        4.3.2 B4-8010 螺旋槳敞水性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 帶預(yù)旋定子的自航試驗(yàn)數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 船模拖航阻力數(shù)值模擬
        5.2.1 阻力分類及相似定律
        5.2.2 幾何模型
        5.2.3 流域與邊界條件
        5.2.4 網(wǎng)格劃分與數(shù)值計(jì)算方法
        5.2.5 化學(xué)品船拖航阻力性能
        5.2.6 集裝箱船拖航阻力性能
    5.3 船模自航數(shù)值模擬
        5.3.1 數(shù)值計(jì)算原理
        5.3.2 流域與邊界條件
        5.3.3 網(wǎng)格劃分與數(shù)值計(jì)算方法
        5.3.4 化學(xué)品船自航推進(jìn)因子預(yù)報(bào)
        5.3.5 集裝箱船自航推進(jìn)因子預(yù)報(bào)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 預(yù)旋定子優(yōu)化
    6.1 引言
    6.2 數(shù)值優(yōu)化方法
        6.2.1 升力面方法驗(yàn)證
        6.2.2 槳-定子環(huán)量分析
        6.2.3 環(huán)量?jī)?yōu)化分析
    6.3 定子優(yōu)化驗(yàn)證
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或已錄用的論文



本文編號(hào)：3779276