毕业设计（论文）-节能舵球在船舶中的应用技术研究

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1、摘要船舶作为世界范围内的大宗货物、长距离运输的主力，其每天的燃料消耗都是一个天文数字，船舶节能成为世界各国的普遍意识。螺旋桨是目前应用的最广泛的一种船舶推进装置,目前针对船舶推进的节能装置种类繁多、且节能效果不一。本文就一种简便、低价的节能装置—舵球的水动力性能进行研究。本文对一种结构简单、安装方便、成本低的船舶节能附体——舵球进行了节能原理分析,并且对加装舵球前后的桨舵系统进行了水动力性能计算分析与比较。本文的主要工作包括：1.查阅论文、杂志等，获取国内外方面对于节能舵球的研究情况以及进展等；查阅资料了解掌握节能舵球的基本节能原理。2.基于纵倾15度的B4-55桨和

2、展弦比为1的NACA0020流线形舵，在ANSYS下的ICEM软件中分别建立带有节能舵球的和不带节能舵球的桨舵干扰模型文件并生成网格文件。3.在FLUENT中分别进行不同进速系数下的以上两个系统的模拟计算，并监测桨的推力和转矩系数以及舵的阻力。4.分析他们的流场以及压力分布，并通过tecplot给出压力、速度云图。计算螺旋桨的推力系数Kt、转矩系数Kq和效率，并将两个系统模型的结果相比较给出舵球的节能效果。关键词：舵球；推力；转矩；效率哈尔滨工程大学学士学位论文ABSTRACTAsthemainforceofglobalblockcargotrade,shipscan

3、consumealargenumberoffuel.Nowenergyconservationofshipshasbeenanissuewhichmanycountriesconcern.Propelleristhemostprevalentthrusterforships.Andtherearemanyenergyconservationdevicesdesignedforpropeller,theyhavedifferenteffects.Thisarticlewilltalkaboutoneofthem,andstudyitshydrodynamicperfor

4、mance.Wewillstudytheenergyconservationprincipleoftherudderball,asimpleandcheapdeviceforshipenergyconservation.Andwewillanalysisandcomparethehydrodynamicperformanceofpropellerwhichwithandwithoutarudderballafter.Groundworksofthisarticleincludethefollows.Iwillstudytherelativemagazinesandth

5、esisestounderstandtheresearchconditionofrudderballanditsprinciples,andthenbasedonthepropellerandrudderwhichhavebeengivenbuildthemoduleandmesh.IwillleadthemeshfiletoFLUENTtoimitatethedifferentflowwithdifferentJ,andmonitortheCdCm.FinallyIwouldanalysistheflowfieldandgiveoutthethrustcoeffic

6、ientKt,torquecoefficientKq,thepropellerefficiencyandtheenergyconservationeffect.Keywords:rudderball;thrust;torque;efficiency1哈尔滨工程大学学士学位论文目　　录摘要ABSTRACT第1章绪论11.1引言11.2节能舵球的研究背景11.3舵球节能原理41.4其他船舶节能装置概述41.5研究方法及意义51.6本章小结6第2章ICEM简介与模型建立72.1ICEM软件简介72.2螺旋桨模型建立82.3网格生成112.4舵、舵球的模型及网格122.5大域

7、模型与网格142.6本章小结14第3章FLUENT软件简介与计算结果153.1FLUENT简介153.2计算流体力学求解过程163.3求解设置183.4桨-舵系统的推力转矩结果分析193.5桨-舵-舵球系统的推力转矩结果分析243.6本章小结30第4章节能效果的理论基础及分析计算314.1节能效果的理论基础314.2Kt、Kq以及螺旋桨总效率、节能效果的计算324.3分析344.4本章小结35第5章流场的比较分析361哈尔滨工程大学学士学位论文5.1桨-舵干扰系统流场分析365.2桨-舵-舵球干扰系统流场分析395.3对比及分析435.4本章小结44