船尾部導(dǎo)管節(jié)能效果數(shù)值模擬研究

【摘要】：近年來，能源緊缺隨著工業(yè)化的進(jìn)程不斷凸顯。節(jié)能技術(shù)在各行各業(yè)越來越被重視，國際海事組織加快了實施綠色造船的步伐，提出船舶的能效指標(biāo)等要求。 在這個背景下，本文以30.8萬噸VLCC為研究對象，圍繞導(dǎo)管這一船尾附體節(jié)能裝置進(jìn)行了各種數(shù)值考察。初步進(jìn)行了導(dǎo)管對尾流場、船身阻力和對自航功率的影響的機理性研究。 本文首先針對E779A槳和30.8萬噸VLCC槳進(jìn)行敞水性能數(shù)值計算方法研究，考察了網(wǎng)格、計算域、壓力離散格式等對數(shù)值計算的影響，并對收斂過程、結(jié)果進(jìn)行了討論、分析，總結(jié)出一套定量精度高的敞水計算方法。該方法在常規(guī)的進(jìn)速系數(shù)下，推力系數(shù)、扭矩系數(shù)和敞水效率與試驗值的相對偏差保持在2.5%以內(nèi)。 接著，分別對30.8萬噸VLCC光船和帶導(dǎo)管船進(jìn)行了阻力和伴流計算。其中伴流與相應(yīng)試驗結(jié)果進(jìn)行比對，吻合良好。對于本文所研究的導(dǎo)管設(shè)計、安裝方案，在較為深入的考察了其對船體快速性能產(chǎn)生的影響后，發(fā)現(xiàn)其未能改善伴流均勻度，但通過干擾舭渦，產(chǎn)生了預(yù)旋效應(yīng)。 最后，對帶和不帶導(dǎo)管30.8萬噸VLCC進(jìn)行了幾個不同螺旋槳角度位置的準(zhǔn)定常船/槳/舵干擾計算。計算發(fā)現(xiàn)，所研究的導(dǎo)管使30.8萬噸VLCC船提高了推進(jìn)性能。除采用一般模型試驗的功率預(yù)報方法，還給出了計入預(yù)旋效應(yīng)的功率預(yù)報方法的換算結(jié)果。 【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)管 敞水性能 阻力和伴流 自航 功率預(yù)報
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：U661
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.3 本論文研究工作11-14
• 第二章 數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 數(shù)學(xué)模型14-18
• 2.2.1 流場控制方程14-16
• 2.2.2 湍流模型16-18
• 2.3 數(shù)值方法18-21
• 2.3.1 空間離散19-20
• 2.3.2 時間離散20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 螺旋槳敞水?dāng)?shù)值研究22-42
• 3.1 引言22-23
• 3.2 E779A 槳敞水性能計算23-38
• 3.2.1 計算對象和工況23-24
• 3.2.2 計算方案24-25
• 3.2.3 計算結(jié)果及分析25-38
• 3.3 30.8 萬噸 VLCC 槳敞水性能計算38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 阻力和伴流考察42-65
• 4.1 引言42
• 4.2 研究對象及計算工況42-45
• 4.3 計算域和網(wǎng)格45
• 4.4 計算參數(shù)與邊界條件設(shè)置45-46
• 4.5 計算結(jié)果分析46-64
• 4.5.1 伴流46-62
• 4.5.2 阻力62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第五章 自航性能考察65-93
• 5.1 引言65-66
• 5.2 船/槳/舵相互干擾計算66-87
• 5.2.1 計算對象及工況66-67
• 5.2.2 計算域及網(wǎng)格67-68
• 5.2.3 結(jié)果分析68-87
• 5.3 功率預(yù)報87-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 第六章 總結(jié)與展望93-95
• 6.1 總結(jié)93
• 6.2 展望93-95
• 致謝95-96
• 參考文獻(xiàn)96-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文情況99

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