槳前射流對(duì)螺旋槳水動(dòng)力性能影響研究.pdf

1、隨著能源緊缺以及環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出，國(guó)內(nèi)外船舶行業(yè)正不斷加快節(jié)能減排技術(shù)的研究。在船舶水動(dòng)力性能方面，圍繞船尾螺旋槳，以均流和預(yù)旋為目的的節(jié)能附體的開發(fā)逐漸成為熱點(diǎn)研究問(wèn)題。在槳前附體干擾船尾流場(chǎng)機(jī)理啟發(fā)下，本文提出側(cè)向射流直接控制船尾流場(chǎng)設(shè)想，以期望達(dá)到槳前節(jié)能附體改善來(lái)流品質(zhì)的效果，并通過(guò)數(shù)值計(jì)算手段探索了該技術(shù)的可行性。
　　基于Fluent軟件，以KVLCC2肥大標(biāo)準(zhǔn)船型和KP458螺旋槳為研究對(duì)象，對(duì)其船舶阻力、螺旋

2、槳敞水特性及船槳干擾進(jìn)行了數(shù)值模擬，并通過(guò)與試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比，表明了本文所采用數(shù)值方法的可行性。
　　本文首先研究了均勻流場(chǎng)中不同射流速度和不同射流角度對(duì)螺旋槳水動(dòng)力性能的影響，揭示了射流對(duì)螺旋槳來(lái)流流場(chǎng)及槳前預(yù)旋流動(dòng)對(duì)于螺旋槳性能影響機(jī)理。隨后對(duì)船尾非均勻流場(chǎng)中，船體左舷、船中、右舷三處不同位置射流對(duì)船尾槳盤面流場(chǎng)影響進(jìn)行了研究，槳盤面周向速度變化特征表明了通過(guò)射流進(jìn)行預(yù)旋的可行性。結(jié)合船舶自航數(shù)值模擬，分析了不同位置射流對(duì)船體

3、推進(jìn)效率的影響，研究結(jié)果表明在船中以及右舷處射流能較好的產(chǎn)生預(yù)旋效果并提高推進(jìn)效率。
　　針對(duì)肥大型船舶非均勻伴流場(chǎng)特征，提出在船尾舭部側(cè)向開口射流，以達(dá)到均流的目的。探討了不同開口位置、不同速度射流對(duì)船體阻力、螺旋槳槳盤面速度分布的影響，并采用伴流目標(biāo)函數(shù)WOF對(duì)其均流效果進(jìn)行了評(píng)估。研究結(jié)果表明：1）船體側(cè)向開口射流一定程度上增加了射流口前后的壓差，將導(dǎo)致船體粘壓阻力的增加，但對(duì)摩擦阻力影響較小，射流所帶來(lái)的阻力增額不能忽略；