毕业论文-低速化导管桨的设计与水动力分析

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1、哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）摘要由于导管螺旋桨具有很多优越的性能及较好的推进效率，而越来越受到人们的重视，在船舶节能的大趋势下，低速化导管螺旋桨的研究愈发显现出其具有的价值。本文结合k-ω湍流模型，对粘性流场中敞水导管螺旋桨进行了水动力分析，计算了某型导管螺旋桨在不同进速系数下的推力系数、转矩系数、螺旋桨效率等。具体完成的工作如下：利用AutoGrid和PointWise软件建立转子与导管的三维模型，进行网格划分及边界条件的设置，导入适用的商用软件CFX对敞水导管螺旋桨进行数值模拟，并且分别对

2、增大螺距与增大毂径以及同时增大螺距和毂径的导管螺旋桨进行了同样的计算模拟，根据计算结果绘制出相应的导管桨敞水性能曲线图，将增大螺距的导管桨与原导管桨进行性能对比分析，将增大毂径的导管桨与原导管桨进行性能对比分析、将在增大螺距的基础上增大毂径的导管桨与仅仅增大螺距的导管桨进行性能对比分析。以验证螺距与毂径对导管桨性能的影响。结果显示仅增大螺距会使导管桨性能提升，但会增加旋流损失；仅增大毂径会使导管桨效率下降，但会减小旋流损失；增大螺距的基础上增大毂径则可以在提升效率的同时减小旋流。关键词：低速导管螺旋

3、桨；水动力性能；螺距；毂径IV哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）AbstractBecauseofitssuperiorperformancesandfinepropulsionefficiency,ductedpropellerhasgainedmoreandmoreattention.Withthetrendofshipenergysaving,theresearchonlow-speedpropellerappearsitsvalue.Basedonk-omegaturbulencemodel

4、,thisarticleanalysisedhydrodynamicperformanceofopenwaterpropellerinviscousflow,calculateditstrustcoefficient,torquecoefficientandpropulsionefficiencyunderdifferentadvancecoefficient.Themaincontentsinthispaperincludeasfollows:UsingAutoGridandPointWiseto

5、establishthe3Dmodeloftherotorandduct,settingmeshandboundaryconditions,thenthecommercialCFDcodeCFXwasusedtosimulatetheopenwaterpropeller,theductedpropellerwithincreasedpitch,theductedpropellerwithincreasedradiusofhubandtheductedpropellerwithincreasedpit

6、ch&increasedincreasedradiusofhub.Drawaseriesofopenwaterperformancecurveaccordingtothecaculationresults.Comparingtheperformanceoftheincreased-pitchpropellerandtheincreased-radiusofhubpropellerwiththeoriginalone，andcomparingtheductedpropellerwhichincreas

7、edbothpitchandradiusofhubwiththeoneonlyincreasedpitch,inordertoverifytheinfluenceofpitchandradiusofhubontheperformanceofductedpropellers.Theresultsshowsthattheincreaseofpitchwillenhancetheperformanceofpropeller,buttheswirlwillincreasetoo;theincreaseofr

8、adiusofhubwillreducethepropulsionefficiency,buttheswirlcouldbelower;theincreaseofbothisthebestchoice,whichcanimprovetheefficiencyandreducetheswirlaswell.Keywords:lowspeedductedpropeller；hydrodynamicperformance；pitch；radiusofhubIV哈尔滨工业大学