基于CFD螺旋槳轂帽鰭水動力性能研究.pdf

1、近年來，隨著國際油價的日益增長，以及經濟危機對國際船市的影響，使得船舶運輸業(yè)與制造業(yè)受到了前所未有的嚴峻挑戰(zhàn)，再加之國際海事組織(IMO)近年來對安全、環(huán)保領域不斷增加的要求，如NOx排放、TireⅡ標準、壓載水處理以及目標行標準(GBS)等要求的實施，致使船舶的新船能效設計指數(EEDI)提高。在這樣的大背景之下，我國造船業(yè)如何在原有建船方案的前提下提高船舶的節(jié)能效率成為各大設計單位的首要任務，船舶節(jié)能裝置再次成為人們關注的焦點。

2、r>　　螺旋槳轂帽鰭作為一種新型的船用節(jié)能裝置，合理安排其在槳后的位置，能夠明顯提升螺旋槳的推進效率。因此本文采用計算流體力學方法對螺旋槳轂帽鰭的敞水性能進行數值模擬。
　　首先，為了驗證CFD商業(yè)軟件FLUENT數值模擬的可靠性，選取通用螺旋槳DTMB4119槳作為研究對象，根據計算結果與試驗值的比較分析，說明FLUENT具有一定的可靠性。在DTMB4119槳的基礎上，設計相應的轂帽鰭形狀，通過改變轂帽鰭安裝角度，來初步研究轂帽

3、鰭的節(jié)能效果。從計算結果分析可以看出，與DTMB4119槳相關的轂帽鰭在安裝角度為40°時，表現出最佳的節(jié)能效果，其效率增量能夠達到0.798％。
　　其次，選取另外一特殊螺旋槳作為研究對象，分別考慮了多種參數變化下的轂帽鰭對螺旋槳敞水性能的影響。其變化參數包括轂帽鰭安裝角、直徑大小及槳后軸向位置。綜合分析計算結果可以看出，與其螺旋槳相對應的轂帽鰭在安裝角度為50°時，其節(jié)能效果在0.52392％～1.14966％的范圍內，且隨鰭

4、葉直徑的增大而增大，軸向位置的改變對螺旋槳及轂帽鰭整體效率的影響并沒有規(guī)律性的變化。
　　最后，本文就螺旋槳槳葉個數變化、縱傾變化及不同湍流模型對其敞水性能的影響進行了FLUENT數值模擬。從模擬結果看出，本文中涉及的螺旋槳在葉數為五葉、向船首縱傾時表現出較佳的性能。而湍流模型的影響表現為SSTk-ω模型下所得到的效率最佳，RNGk-ε模型次之，Realizablek-ε模型最差。
　　到目前為止，國內可查閱的研究螺旋槳轂帽