基于cfd方法的串列螺旋桨水动力性能-研究

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1、基于CFD方法的串列螺旋桨水动力性能研究3．4．2压力特性和尾流分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．37第四章基于CFD的串列螺旋桨敞水性能预报⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．384．1概j苤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．2串列螺旋桨桨计算模型简述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．3数值计算结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．414．4串列桨最佳参数研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4

2、54．4．1最佳参数的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．4．2压力特性与尾流分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯504．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52第五章基于CFD的串列螺旋桨和B系列单桨敞水性能比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯535．1概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯535．2B4．80与CL．B4．40．2敝水性能比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．535．3B4．80与CL．B4．40．2后处理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．4本章小结⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62附录AB系列螺旋桨敝水试验计算机回归VB编程主要源代码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯65致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．68大连理工大学学位论文版权使用授权书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯69大连理工大学专业学位硕士学位论文第一章绪论1．1概述螺旋桨问世于19世纪中叶。与之前传统的桨．帆推进系统、机动篙、机动划桨

4、、明轮等推进器相比，即使在强烈的海浪冲击下，螺旋桨依然能够使船舶维持一定的航速和稳定的航向。许多国家，包括英、美、苏、德、荷兰等国，都对它进行了大量的试验、研究和改进，发表了几十个系列试验图谱，同时也相继提出了螺旋桨升力线理论、螺旋桨升力面理论、螺旋桨的面元法等一系列理论，这为普通螺旋桨的设计和使用提供了强大的理论支撑和试验依据。因此，一百多年来，普通螺旋桨被广泛用作为民用船舶及军用舰船的推进器，其地位无可动摇。然而，20世纪60年代以后，随着船舶主机功率急速增大，推进器负荷不断升高。在解决效率问题的同时，螺旋桨的空泡、振动问题更为突出。此时，另一种新型螺旋桨进

5、入了人们的视野，这就是串列螺旋桨。串列螺旋桨是将两只特定的普通螺旋桨安装在同一尾轴上、同方向转动的推进器【1】(见图1．1)。与普通螺旋桨相比，它对船体、尾轴几乎没有更多的要求；从制造、安装和使用方面看，也易于推广，差不多现有营运船舶不作任何处理就能装置串列螺旋桨，因而非常有利于推进性能较差或尾部振动严重的旧船之推进器改造。以往之所以没有引起人们注意，是因为人们对于串列桨的认知还停留在以前的水平。然而，随着船舶理论研究的深入，以及船舶吨数的增加，螺旋桨空泡、振动问题的突出导致迫切需要性能更佳的推进器来解决时，人们对于串列桨又有了新的认识，同时，也为串列螺旋桨的研

6、究提供了有利契机。本文即是在上海船舶运输科学研究所孙勤、顾蕴德、郑淑珍等人的串列螺旋桨模型试验的基础上，进行的CFD数值模拟以及相关研究，旨在为串列螺旋桨的发展和使用提供一种参考。图1．1串列桨示意图Fig．1．1Theschematicplotoftandempropellersl基于CFD方法的串列螺旋桨水动力性能研究1．2串列螺旋桨研究发展的现状1940年H．Schmierschalski发表的水池实验报告认为：“同样推力时串列螺旋桨效率低于普通螺旋桨。”之后的大约20年中这个观点一直被造船界所承认，1952年日本著名造船学者所著《船型学(推进篇)》中所述

7、“根据试验结果，串列螺旋桨推进器的效率通常较普通单一推进器的效率稍低”，1958年日本造船学者所著《理论船舶工学》(下卷)中也认为“由试验可知，在同样推力的情况下，串列螺旋桨的效率一般要比单个螺旋桨要低一些。”由此我们可以了解到，自20世纪40年代以后的相当长一段时期内，串列螺旋桨的研究并没有得到发展。20世纪60年代以后，随着船舶运输吨位增大，对主机功率的需求增大，推进器负荷不断升高。在解决推进效率问题的同时，空泡、振动问题也随之趋于明显化。一些普通螺旋桨的实验图谱向多叶数、大盘面比方向扩展，同时串列螺旋桨的发展也受到注意。美、苏、英、德等国发表了一些试验资料

8、。在第11届ITTC上前