船后伴流場的預報與分析.pdf

1、船槳之間的相互干擾會使船后槳槳盤面處的速度場與敞水槳之間存在較大差別，而螺旋槳的存在也會使船體周圍的速度場及壓力場與孤立船體之間存在較大差別。因此，將基于孤立船體所求得的船尾槳盤面處的標稱伴流場作為螺旋槳適伴流設計的依據會使設計槳在船尾工作時與設計時的計算結果存在較大偏差，所以分析船槳之間相互干擾對伴流的影響并獲取實效伴流對螺旋槳的適伴流設計有重大意義。
　　本文選取KCS船與KP505螺旋槳作為主要研究對象。采用CFD方法分析其

2、阻力性能，并提取其標稱伴流與表觀伴流，最后采用FORTRAN語言基于勢流理論編譯程序，計算得到實效伴流場。
　　關于船體標稱伴流的獲取，本文首先計算KCS船體模型的阻力性能并與試驗值進行校核，結果表明，計算值與試驗結果具有很好的一致性。然后針對某一具有標稱伴流試驗值的集裝箱船進行標稱伴流數值模擬，通過分析湍流模型、網格布置形式對計算結果精度的影響，得到一種可以精確模擬孤立船體標稱伴流場的數值方法，并將該方法應用到油船、散貨船與雙槳

3、船上，均可以得到滿意的計算結果。最后分析尺度效應對船舶標稱伴流場的影響，并通過引入雷諾相似船模概念探討能夠減弱尺度效應對船舶標稱伴流場影響的CFD方法。
　　對于船舶表觀伴流場的研究，主要通過CFD方法計算KCS船槳一體模型得到船舶阻力、螺旋槳推力、轉矩與表觀速度場，將計算結果是試驗結果對比分析，結果表明，船體阻力以及螺旋槳推力性能與試驗值誤差均很??；分析船槳一體與孤立船體在船體表面壓力、船尾速度場上存在的區(qū)別，并分析標稱伴流場中

4、螺旋槳與船后槳在水動力性能和空泡性能上存在的差別，發(fā)現船槳干擾對螺旋槳的推力影響可以達到10％左右，對空泡在各槳葉上的分布有很大的影響。
　　采用面元法計算螺旋槳實效伴流場。將表觀速度場作為初始流場，計算螺旋槳槳前誘導速度，將表觀速度減去平均誘導速度得到的速度場作為下次計算所用流場，通過監(jiān)測螺旋槳推力與轉矩系數的變化來判斷結果是否收斂，收斂后得到實效伴流場。采用CFD驗證實效伴流的實用性，結果表明螺旋槳在實效伴流場中的性能與螺旋槳