全向直翼推進器水動力性能研究及優(yōu)化.pdf

1、我國船舶工業(yè)正在蓬勃發(fā)展，對推進器的性能提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的擺線推進器因為結(jié)構(gòu)復雜、制造困難、并且在擺動時存在較大的角加速度等原因，限制其進一步發(fā)展。全向直翼推進器結(jié)構(gòu)簡單，工作時槳葉勻速轉(zhuǎn)動，不存在較大的角加速度，可有效彌補擺線推進器存在的問題，但是目前對全向直翼推進器水動力性能的研究較少。本文利用數(shù)值模擬的方法，對全向直翼推進器的水動力性能進行研究，結(jié)果表明其水動力性能優(yōu)異，推進效率高。
　　論文首先根據(jù)全向直翼推進器的

2、結(jié)構(gòu)特點和運動規(guī)律，進行理論推導，得到其運動的數(shù)學模型。將該模型與機翼在非定常流體中的受力分析相結(jié)合，計算得到全向直翼推進器在不同進速系數(shù)下的推進效率。計算結(jié)果表明全向直翼推進器相較于擺線推進器和水平軸推進器而言有更高的推進效率。
　　其次，在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的基礎上，利用滑移網(wǎng)格方法對全向直翼推進器的水動力性能進行數(shù)值模擬，得到不同時刻、不同轉(zhuǎn)速和不同進速系數(shù)下的速度和壓力云圖，結(jié)果表明槳葉周圍流場特性與速度攻角的大小密切相關。同時，

3、從數(shù)值模擬的結(jié)果中可以得到主推力系數(shù)和扭矩系數(shù)，進而計算得到由數(shù)值模擬產(chǎn)生的推進效率。模擬結(jié)果與結(jié)算結(jié)果變化趨勢一致，表明數(shù)值模擬的準確性。
　　再次，對不同時刻、不同轉(zhuǎn)速和不同進速系數(shù)下的全向直翼推進器的空化性能進行數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明速度攻角、轉(zhuǎn)速和進速系數(shù)等參數(shù)的變化影響流場的流速、壓強，進而影響空化性能。同時，空泡的產(chǎn)生和潰滅都會對流場的穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。
　　最后，通過數(shù)值模擬對全向直翼推進器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，