船用螺旋槳優(yōu)化設計及參數(shù)研究.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的發(fā)展，船舶的安全、節(jié)能、環(huán)保等性能日益受到重視，螺旋槳作為目前船舶最常用的推進裝置，其性能設計尤為關(guān)鍵；而隨著船舶向大型化、高速化發(fā)展，對螺旋槳綜合性能的要求也在日益提高。現(xiàn)代船用螺旋槳設計必須在追求推進效率的同時，盡可能避免槳葉在復雜的船尾流場中產(chǎn)生空泡，從而減小螺旋槳誘導的船體振動及噪聲，避免槳葉剝蝕，延長使用壽命，提高船舶安全性與舒適性。傳統(tǒng)的螺旋槳理論和設計方法主要考慮推進效率，較難兼顧空泡振動等要求。對于復雜的工

2、程設計問題，優(yōu)化設計技術(shù)能夠在諸多相互制約的限制條件中找到符合要求的最優(yōu)方案，因此，該技術(shù)在螺旋槳設計中的應用日益受到人們的重視。本文首先以某集裝箱船五葉槳為對象，基于螺旋槳水動力性能的升力面理論預報程序，應用iSIGHT 軟件進行指定負荷分布形式下槳葉螺距與拱度的優(yōu)化設計研究，并對設計結(jié)果進行粘流CFD 計算驗證。CFD 計算表明：通過指定適當?shù)南蚁蜇摵煞植夹问?，可以在保證推力與效率的同時使槳葉表面壓力分布更加均勻，從而推遲槳葉空化，

3、提高螺旋槳空泡性能。 螺旋槳的螺距、拱度、側(cè)斜、縱傾等幾何參數(shù)與槳葉負荷分布及水動力性能密切相關(guān)，但無法定量描述，而這些關(guān)系對優(yōu)化設計至關(guān)重要。通過模型試驗進行螺旋槳參數(shù)與性能之間的關(guān)系研究成本非常高。隨著CFD 技術(shù)的發(fā)展，通過求解RANS 方程模擬螺旋槳性能、壓力分布及周圍流場的技術(shù)日趨成熟。為此本文以某七葉槳為對象，通過改變原槳幾何參數(shù)進行CFD 計算，較為系統(tǒng)地研究了部分參數(shù)對槳葉水動力性能、壓力分布及周圍流場的影響，并