船舶進(jìn)排氣系統(tǒng)數(shù)值模擬及阻力模擬裝置研究.pdf

1、水面船舶的進(jìn)排氣系統(tǒng)是各種常規(guī)動(dòng)力裝置實(shí)船應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，其總體性能直接關(guān)系到動(dòng)力裝置的運(yùn)行，對(duì)其性能進(jìn)行研究具有重要的作用和意義。無(wú)論結(jié)構(gòu)形式如何，船舶進(jìn)排氣系統(tǒng)的最重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)就是其流動(dòng)損失，而大中型水面船舶所采用的進(jìn)排氣系統(tǒng)具有尺度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，因此，需要采用合理的研究方法進(jìn)行阻力性能預(yù)估。本文針對(duì)大型水面船舶所使用的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過(guò)流場(chǎng)數(shù)值模擬方法，分別對(duì)設(shè)計(jì)方案和對(duì)應(yīng)陸基試驗(yàn)環(huán)境下的進(jìn)排氣系統(tǒng)流動(dòng)

2、損失特性進(jìn)行了仿真計(jì)算，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了用于總體試驗(yàn)研究的阻力模擬裝置，并通過(guò)數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)對(duì)阻力模擬裝置性能進(jìn)行了研究，論文主要工作如下：
　　1、船舶進(jìn)排氣系統(tǒng)數(shù)值模擬方案確立及模型簡(jiǎn)化方法的研究。確定對(duì)于具有大尺度復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的流動(dòng)問(wèn)題，所使用的控制方程、離散方法、湍流模型等問(wèn)題。通過(guò)塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方案，采用多孔介質(zhì)模型等手段，提高網(wǎng)格質(zhì)量和計(jì)算效率。
　　2、進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案流動(dòng)損失數(shù)值模擬研究。完成了8種方案船舶

3、進(jìn)氣系統(tǒng)流場(chǎng)的數(shù)值模擬仿真計(jì)算，獲得了每個(gè)方案進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)的阻力損失特性，對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)及阻力特性進(jìn)行了分析，討論了進(jìn)氣阻力損失產(chǎn)生的主要因素。
　　3、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案流動(dòng)損失數(shù)值模擬研究。完成了8種方案船舶排氣系統(tǒng)流場(chǎng)數(shù)值模擬研究，對(duì)每個(gè)方案排氣系統(tǒng)管路內(nèi)部流動(dòng)特性以及排氣系統(tǒng)總體引射摻混情況進(jìn)行了分析，獲得了排氣系統(tǒng)的阻力損失特性，并討論了阻力損失的主要影響因素。
　　4、陸基試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)排氣系統(tǒng)流動(dòng)損失數(shù)值模擬研究。建

4、立了陸基進(jìn)排氣系統(tǒng)各自的計(jì)算域模型，通過(guò)流場(chǎng)數(shù)值仿真計(jì)算，獲得了不同工況下各個(gè)流動(dòng)損失特性，并將其與對(duì)應(yīng)的進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案損失特性進(jìn)行比較，以此作為阻力模擬裝置的設(shè)計(jì)依據(jù)。
　　5、阻力模擬裝置設(shè)計(jì)與性能研究。針對(duì)所需要模擬的阻力損失狀態(tài)，設(shè)計(jì)出一種節(jié)流板式管道阻力模擬裝置，以滿足陸基進(jìn)排氣系統(tǒng)的試驗(yàn)條件要求。該裝置具有4個(gè)可旋轉(zhuǎn)節(jié)流板，通過(guò)控制不同組合狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同工況下的流動(dòng)損失，使其特性與實(shí)船不同方案的進(jìn)排氣管路系統(tǒng)等效。