消涡轮节能装置的机理分析及效果论证评估

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1、分类号：U661.1密级：公开UDC：629.5编号：S2015-702-06中国舰船研究院硕硕士士学学位位论论文文消涡轮节能装置的机理分析及效果论证评估作者：高德宝指导老师：周伟新研究员刘登成高级工程师学科专业：流体力学中国船舶科学研究中心二0一五年三月分类号:U661.1密级:公开UDC:629.5编号:S2015-702-06硕士学位论文消涡轮节能装置的机理分析及效果论证评估EvaluationandMechanismAnalysisofaNewEnergySavingDevice--HubVo

2、rtexAbsorbedWheel指导教师姓名：周伟新职称：研究员刘登成职称：高级工程师学位申请人姓名：高德宝申请学位级别：工学硕士专业名称：流体力学研究方向：推进器水动力学论文提交日期：2015年03月培养单位：中国船舶科学研究中心学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究

3、作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心有权保存本人呈交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门或机构送交论文复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：√公开秘密，在年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名

4、：导师签名：日期：年月日日期：年月日中国舰船研究院硕士学位论文摘要随着全球贸易一体化进程的不断加快，船舶作为主要的海上运输工具将发挥越来越重要的作用，伴随而产生的矿物能源消耗过大问题，温室气体排放问题变得越来越显著。EEDI指数的强制执行等船舶节能减排要求给行业带来了机遇与挑战。本文对一种新型的水动力节能装置消涡轮进行机理分析和节能效果的评估。首先，建立了消涡轮节能效果CFD数值评估方法，并进行了验证，然后对该螺旋桨配消涡轮后的节能效果进行了数值评估。并从受力和流场两个角度对消涡轮节能机理进行了分析。

5、相比常规毂帽，消涡轮后方轴向速度提高，速度亏损减小，因此消涡轮产生的阻力减小，总体推力提高；消涡轮能够减弱桨后方的毂涡，减小切向速度，使得整体的扭矩有所下降，得出结论消涡轮具有节能效果。其次，对于消涡轮的参数，包括消涡轮直径、消涡轮长度、消涡轮导管长度、消涡轮锥度对消涡轮节能效果的影响进行了分析，为以后消涡轮的设计提供参考。在参数影响分析的基础上，确定了两个消涡轮方案，在空泡水筒中进行了水动力试验，并验证了CFD数值方法的准确性。在试验中，还运用LDV以及PIV对消涡轮后方的流场进行了测量，既对CFD

6、计算流场进行了验证，又能够进一步证实其节能机理。最后，对消涡轮和消涡鳍两种节能装置的节能效果以及机理进行了对比分析关键字：CFD；消涡轮；节能装置；机理分析；PIV、LDV流场测量I消涡轮节能装置的机理分析及效果论证评估AbstractWiththerapiddevelopmentofglobaltradeintegrationprocess,shipsasthemainconveyanceatseawillplaymoreimportantrole,asaconsequencetheproblems

7、ofexcessiveenergyconsumptionandgreenhousegasemissionsbecomemoreandmoresignificant.TheenforcingofEEDIindexwillbringopportunitiesandchallengestoshipenergysavingandreduction.Inthispaper,theevaluationandmechanismanalysisofanewtypeofenergysavingdevicesocalle

8、d“hubvortexabsorbedwheel”ispresented.Firstly,anumericalassessmentmethodofhubvortexabsorbedwheel’senergysavingeffecthasbeenestablishedandverified.Thentheenergysavingeffectofapropellerwithhubvortexabsorbedwheelisevaluatedbythenumer