文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
舰船双桨双舵推进系统的水动力研究
姓名:王诗洋
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:黄胜
20070201
要摘针对大型双桨双舵船舶的不断发展,对双桨双舵推进系统的水动力性能研究也变的越来越迫切。但是到目前为止,对双桨系统的研究大都是通过实验来完成的,理论方面还很少。本文采用面元法理论对双桨双舵系统水动力性能进行了预报。并运用数值方法,通过计算流体力学软件对双桨系统进行了仿真分析。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:运用面元法理论计算了三维舵的定常水动力性能。并参考了考虑梢涡影响的三维小展弦比翼的理论计算模型。对敞水短翼的不同展弦比时的水动力性能进行了数值计算,并与试验结果及不考虑梢涡影响的理论值进行了比较。采用面元法计算了螺旋桨的定常水动力性能。并对螺旋桨的尾流诱导速度场进行了分析。本文通过迭代的运算方式考虑桨舵系统的相互干扰,计算了单桨双舵的相互干扰,经与德国内河船研所的实验结果进行的比较表明:本文的计算结果与试验值较吻合。建立双桨双舵推进系统的计算模型,利用上述方法和程序对该系统进行了定常水动力性能预报。采用计算流体力学软件对双桨双舵推进系统进行了仿真计算。给出了桨舵表面压力分布、速度分布等。计算了双桨系统中出现一桨卡死情况时的螺旋桨的阻力变化。并得到了螺旋桨卡死时,其尾流场的情况。褥到的结论对于进一步从理论方面研究此种情况提供了一些依据。关键词:面元法;桨舵干扰;计算流体力学;哈尔滨一檀笱妒垦宦畚
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哈尔滨工程大学学位论文原创性声明兰望堂期:年罗月,本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:日
第滦髀引言现有的最大型的集装箱船设计载箱量己经达到R杂⒐褪洗近年来,油轮、集装箱船日益大型化、快速化。在大型船舶快速发展的同时,大型油轮、集装箱船存在的一些操纵性问题也日益显示出来。尤其是在港口、航道上操纵大型单桨船舶较海上困难更多,其特点为:俅蚴芟蓿岩源锏阶粤Σ俅杷蚍段В喽运罱锨常匦阅芙仙钏斜洳睿硕俣裙停嫘Ъ负跎ナТ。8嗟亟柚谕下掷纯刂拼埃为解决以上问题,瑞典、挪威、美国等一些船东在建造大型油轮、集装箱船时,提出了双桨双舵的要求,并且在实际设计建造中也出现了双桨双舵的船舶。油船中,较成熟的油船船型为新型双桨双舵油船的优点:蟠筇岣吡舜翱刹僮菪约昂叫械陌踩ǹ煽啃浴隆⒗洗驮谙嗤刂亓渴保麓统运锨场R虼耍杂行┖降馈港口可自由出入,无需卸载。隆⒗洗驮谕刂亓渴保麓捅壤洗偷暮剿倏臁!啊除此之外,还有人做过油耗方面的比较,结论是:新、老船型在载重量,航速相等时油耗相同。由于这些优点,双桨双舵的新型油轮有着广泛的发展级社和德鲁里咨询公司为首的研究认为,今后几年内,以上的超大型集装箱船将受到船东的欢迎“。。随着以上的超大型集装箱船概念的提出,关于以上的超大型集装箱船的技术阅题被提了出来。例如哈尔滨工程大学硕士学付论文型。前景。有关的推进方案就有六种之多。如表所示。
长期以来都是通过实验来研究‘卸~例,并通过实验来解决一些工程问题‘猢。表六种推进方案比较表中可以看出,方案的造价和营运费用偏高,方案恼鲎置运转可靠性需要进一步证实。近期船东只能在方案,性裼叛∮谩方案校爸骰耐平β剩盎盏牟贾谩⒙菪暗耐平省⒙旋桨的重量,直径等问题,近期难于解决。方案淙痪芯柯壑ぃ让船东接受,还有一段很长的路要走。方案捎盟谗⒋停台低速柴油机各自驱动宦菪埃馐且桓鱿殖傻姆桨浮R簿褪陨系某大型集装箱船,从现阶段来看,船型选择双机双桨应该是最优的方案。⋯由于螺旋桨和舵都是布置在船后,而且相互比较接近,它们之间存在着相互干扰。这种干扰很早就引起了人们的注意,对于单桨单舵的相互干扰问题,自上世纪年代以来,人们就开始用理论分析的方法来研究桨舵干扰问题,其研究方法经历了升力线理论,升力面理论,直到目前使用较多的基于奇异性分析的面元法”’““。随着计算技术的不断提高,其分析精度也得到持续提高,已能为桨舵的设计与总体布局提供指导意见“”“。对于双桨双舵以及相关的单桨双舵的相互干扰问题,由于问题的复杂性,目前仅见到一个有关的理论分析文献浚梦南字新菪安捎梦尴抟妒较差哈尔滨工程大学硕士学位论文编号方案单机单桨双机双桨电力推进混合推进同轴对转螺旋桨推进功率造价低高较低较高营运费用操纵性较好良好安全性综合评价中单机双桨