槳后節(jié)能舵球的水動力性能分析

【摘要】： 在現今世界,對于長距離、大宗貨物的運輸——船舶運輸仍占據主要地位。但是隨著世界范圍內的能源緊缺問題的出現,特別是燃油價格的不斷上漲,對船舶節(jié)能的研究也變得越來越迫切。對螺旋槳后尾流所帶走的能量的回收,現在已成為船舶節(jié)能研究方面的重要內容。本文對一種投資少、安裝方便的船舶節(jié)能附體——舵球進行了理論研究,并且對加裝了舵球的槳舵系統進行了水動力性能計算。具體內容有如下幾個方面： 首先介紹了基于面元法理論的螺旋槳、舵和螺旋槳尾流場的水動力性能計算方法。然后通過速度的迭代計算來建立槳舵干擾的計算模型,運用以上的理論方法對槳舵干擾的水動力性能進行理論計算。在此基礎上,在槳舵干擾計算模型中加裝舵球并對此進行水動力性能計算。經與實驗值比較,本文的槳舵干擾理論計算以及槳-舵-舵球系統的水動力計算結果具有較高的準確性和可靠性。由于在實際流場中尾渦存在衰減的現象,在速度迭代的計算中考慮了螺旋槳尾渦衰減的影響并與先前的未考慮尾渦衰減影響的計算進行了比較。與此同時,還改變了舵球的大小尺寸對槳-舵-舵球系統進行了水動力性能計算,并且討論了舵球尺寸對節(jié)能效果的影響。 【關鍵詞】：節(jié)能 螺旋槳 面元法 舵球
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：U664.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 船舶節(jié)能技術研究現狀9-15
• 1.2.1 補償導管節(jié)能技術10-11
• 1.2.2 舵球節(jié)能技術11-12
• 1.2.3 舵附推力鰭節(jié)能技術12-13
• 1.2.4 槳后自由旋轉助推葉輪節(jié)能技術13-14
• 1.2.5 槳前導流鰭節(jié)能技術14-15
• 1.3 槳舵以及其附體干擾的理論研究15-17
• 1.4 本文的主要工作內容17-18
• 第2章 定常面元法理論18-23
• 2.1 面元法概述18-19
• 2.2 格林公式19-21
• 2.3 解有升力問題的面元法21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第3章 基于面元法理論的螺旋槳和舵的定常水動力計算23-39
• 3.1 螺旋槳定常水動力性能計算模型23-32
• 3.1.1 螺旋槳的幾何形狀23-25
• 3.1.2 面元網格的劃分25-27
• 3.1.3 積分方程數值離散27-30
• 3.1.4 數值計算中的幾個問題30-31
• 3.1.5 螺旋槳定常面元法的計算比較31-32
• 3.2 舵的定常水動力計算模型32-34
• 3.3 應用面元法計算誘導速度場34-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第4章 基于定常面元法理論的槳-舵和槳-舵-舵球系統的水動力計算39-60
• 4.1 槳-舵系統的理論計算39-44
• 4.1.1 計算模型39-40
• 4.1.2 理論計算40-42
• 4.1.3 計算結果及分析42-44
• 4.2 槳-舵-舵球系統的理論計算44-49
• 4.2.1 計算模型44-46
• 4.2.2 計算結果及分析46-49
• 4.3 計入尾渦衰減的理論計算49-53
• 4.3.1 計入尾渦衰減的槳-舵干擾計算50-51
• 4.3.2 計入尾渦衰減的槳-舵和舵球系統的計算51-53
• 4.4 改變舵球尺度計算結果53-58
• 4.4.1 計算算例153-54
• 4.4.2 計算算例254-58
• 4.5 本章小結58-60
• 結論60-63
• 參考文獻63-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果68-69
• 致謝69

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