螺旋槳非正常工作狀態(tài)時的水動力性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、當多螺旋槳船舶運行時,可能發(fā)生這樣的情況,即只有一部分螺旋槳在工作著,而非正常工作的螺旋槳包括幾種種情況:折斷槳葉后繼續(xù)由主機帶動其轉動、折斷槳葉后同時被鎖定、螺旋槳被鎖定不轉動和螺旋槳自由轉動。運用合理的方法預報這幾種情況螺旋槳的水動力性能,可以為多螺旋槳工作時,部分螺旋槳不正常工作對船舶推進的影響研究奠定基礎。 本文運用經(jīng)典面元方法和計算流體力學軟件FLUENT對給定參數(shù)的螺旋槳模型進行了水動力性能預報,并與實驗結果進行了對

2、比,相比之下,經(jīng)典面元法更準確,誤差較小,F(xiàn)LUENT的數(shù)值模擬結果雖然誤差稍大,但是在工程允許的誤差范圍之內(nèi),并且能更加直觀、更加形象地模擬螺旋槳的葉表面壓力分布、速度分布以及尾流場分布等。 本文建立折斷一個槳葉的模型,應用FLUENT進行求解,計算了折斷一個槳葉的螺旋槳的推力系數(shù)、轉矩系數(shù)隨進速系數(shù)變化的規(guī)律,并計算出此時的效率,再與實驗結果進行比較,對槳葉的葉背和葉面的表面壓力分布進行了分析,研究了尾流場的流線分布。研究了

3、折斷一個槳葉的螺旋槳被鎖定時的情況的阻力,并與不少槳葉的螺旋槳的卡耳瑪柯夫計算結果和FLUENT計算結果進行了比較。 本文分別運用FLUENT和卡耳瑪柯夫兩種計算方法,計算被鎖定的螺旋槳的阻力,并分析其隨進速系數(shù)的變化規(guī)律,比較兩種方法的計算結果,研究了尾流場的流線分布。 本文研究了自由轉動的螺旋槳的轉動規(guī)律,運用剛體轉動穩(wěn)定性的條件,將其分為兩種狀態(tài),并在進速一定的情況下,分別對B4-55和B5-105兩個槳的自由轉動

4、狀態(tài)進行了分析,采用迭代的辦法求出達到穩(wěn)定狀態(tài)時的的臨界轉速N,使得螺旋槳的轉矩為零,給出了不同進速下的自由轉動的B4-55和B5-105兩個槳在達到穩(wěn)定狀態(tài)時的臨界轉速N,研究了在給定進速的情況下,推力、轉矩隨轉速N的變化規(guī)律。給出了在不同進速下,B4-55槳在達到穩(wěn)定狀態(tài)時的合力,并與卡耳瑪柯夫的計算方法進行比較,可以看出,采用卡耳瑪柯夫的計算方法計算出來的合力值要普遍大于采用FLUENT軟件的計算數(shù)值,但是偏差不是很大,都在工程上

5、允許的誤差范圍之內(nèi),計算結果和合力的變化趨勢也和實際相符,說明這種方法還是比較合理的。之后運用相同的辦法對自由轉動的B5-105槳進行了計算,也取得了不錯的效果,并分析了不同進速下的B5-105槳達到穩(wěn)定狀態(tài)時的葉背和葉面的表面壓力分布。本文在計算螺旋槳自由轉動的情況時,用到的是采用FLUENT軟件逐步迭代的辦法,直到最后確定達到穩(wěn)定狀態(tài)的臨界轉速,由于這個方法的計算屬于初步嘗試,并且只有卡耳瑪柯夫計算結果與之進行比較,并沒有相關的實驗

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