基于CFD的三維線性擺線推進(jìn)器性能優(yōu)化研究.pdf

1、隨著船舶工業(yè)及海洋工程的迅速發(fā)展，海工裝備動(dòng)力定位系統(tǒng)、高性能的工程船等都對(duì)推進(jìn)器的操縱性能具有更高的要求，而相較于普通推進(jìn)器，擺線推進(jìn)器的操作性十分優(yōu)越，通過(guò)改變擺線推進(jìn)器葉片的擺動(dòng)規(guī)律，可以在瞬間產(chǎn)生任意方向和大小的推力。
　　本文采用基于 CFD的數(shù)值模擬方法，對(duì)三維擺線推進(jìn)器水動(dòng)力性能展開(kāi)研究，并達(dá)到驗(yàn)證 CFD數(shù)值模擬方法有效性、總結(jié)擺線推進(jìn)器水動(dòng)力參數(shù)隨進(jìn)速及偏心率變化規(guī)律、葉片弦長(zhǎng)及厚度的三維線性優(yōu)化及葉稍端板對(duì)擺線

2、推進(jìn)器性能及其三維繞流場(chǎng)優(yōu)化研究的目的。
　　以NSRDC實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑槟感徒FD三維流場(chǎng)模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并將其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，兩者變化趨勢(shì)相同且計(jì)算結(jié)果誤差較小，驗(yàn)證了采用 CFD數(shù)值模擬方法計(jì)算擺線推進(jìn)器水動(dòng)力性能具有有效性，能夠較為準(zhǔn)確地對(duì)其進(jìn)行水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)。
　　研究總結(jié)擺線推進(jìn)器及其單個(gè)葉片水動(dòng)力參數(shù)隨進(jìn)速及偏心率的變化規(guī)律，對(duì)推進(jìn)器葉片的強(qiáng)度計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、擺線推進(jìn)器結(jié)構(gòu)及性能的提高等起到了積極意

3、義。
　　在此基礎(chǔ)上對(duì)推進(jìn)器葉片的弦長(zhǎng)及厚度進(jìn)行三維線性優(yōu)化。對(duì)葉片具有不同平均弦長(zhǎng)及厚度、弦長(zhǎng)及厚度沿葉展方向線性變化情況的擺線推進(jìn)器進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析。研究表明，以上參數(shù)均會(huì)對(duì)擺線推進(jìn)器的水動(dòng)力性能產(chǎn)生一定影響，優(yōu)化后認(rèn)為平均弦長(zhǎng)為弦徑比?在0.176至0.262范圍內(nèi)、平均厚度在12％弦長(zhǎng)左右、弦長(zhǎng)沿葉展方向變化為葉片根稍弦長(zhǎng)比?取1.007至1.252附近、厚度沿葉展方向變化為葉片根稍厚度比?較大時(shí)，擺