基于CFD的三種船舶節(jié)能裝置的計(jì)算研究.pdf

1、在當(dāng)今時(shí)代，氣候變化加劇，環(huán)境問(wèn)題日漸明顯，能源緊缺更已成為限制人類(lèi)未來(lái)進(jìn)步的一個(gè)主要因素?；诖说葒?yán)峻形式，國(guó)際社會(huì)積極響應(yīng)并提出應(yīng)對(duì)之策，在全世界范圍內(nèi)大力倡導(dǎo)節(jié)能減排技術(shù)。船舶運(yùn)輸是國(guó)際貿(mào)易進(jìn)出口的重要渠道，其具有運(yùn)量大、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但船舶在航行過(guò)程中往往需要消耗大量的燃油并伴隨著大量溫室氣體的排放，已引起全球范圍的普遍重視。另外，受金融危機(jī)的影響，航運(yùn)市場(chǎng)持續(xù)低迷，而居高不下的油耗給諸多航運(yùn)企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重財(cái)務(wù)困擾，各大船東迫切

2、提出船舶改裝節(jié)能需求以降低運(yùn)營(yíng)成本。基于國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注與航運(yùn)企業(yè)的迫切需求，船舶節(jié)能裝置的設(shè)計(jì)研發(fā)成為了國(guó)內(nèi)外各大科研院所以及船廠(chǎng)的研究熱點(diǎn)。對(duì)于節(jié)能裝置的研發(fā)，以前主要依靠實(shí)驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行，但其易受外界環(huán)境影響并需消耗大量的人力物力。近年來(lái)，CFD技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，其具有計(jì)算結(jié)果精確，消耗資源少，操作方便等特點(diǎn)，這為船舶節(jié)能裝置的研發(fā)提供了新的契機(jī)。
　　本研究采用商業(yè)CFD軟件STAR-CCM+模擬計(jì)算了MAU5-50槳與

3、VP1304槳的水動(dòng)力性能，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了方法驗(yàn)證與網(wǎng)格不確定度分析?；谏鲜鲵?yàn)證方法，針對(duì)船舶槳后自由旋轉(zhuǎn)助推葉輪與螺旋槳系統(tǒng)的敞水性能進(jìn)行了數(shù)值模擬并分析了其壓力分布、尾流分布以及節(jié)能收效。分析了助推葉輪的葉數(shù)、直徑以及軸向安裝位置對(duì)其節(jié)能效果的影響。研究了船舵、螺旋槳以及葉輪的組合水動(dòng)力性能并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了討論。比較了兩種常見(jiàn)預(yù)旋定子（對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)預(yù)旋定子與非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)預(yù)選定子）的節(jié)能收效，并對(duì)其節(jié)能原理加以分析。模擬計(jì)算了導(dǎo)管