前置預(yù)旋導管對江海直達集裝箱船快速性的影響研究.pdf

1、近年來，隨著環(huán)境惡化的加劇，能源的緊缺，人們對于能源利用率的要求越來越高。船舶行業(yè)刮起“綠色船舶”風潮，船東越來越關(guān)注船舶的節(jié)能環(huán)保。各類布置在螺旋槳前后，旨在改善螺旋槳來流品質(zhì)或回收能量的節(jié)能附體層出不窮。其中，前置預(yù)旋導管同時具有均流和預(yù)旋效果，引起了廣泛的關(guān)注。本文通過數(shù)值計算和模型試驗手段，對前置預(yù)旋導管這一節(jié)能附體型式在江海直達船上的應(yīng)用進行了研究。本研究依托國家工信部項目《江海直達節(jié)能環(huán)保集裝箱示范船開發(fā)》。
　　本文

2、先基于Fluent軟件，以某江海直達船、5葉大側(cè)斜槳為研究對象，對其船舶阻力及螺旋槳敞水特性進行了數(shù)值模擬，并通過與試驗數(shù)據(jù)對比驗證了本文所采用數(shù)值方法的有效性及計算精度。
　　江海直達船采用雙艉鰭線型，數(shù)值計算表明該船螺旋槳盤面周向流動呈現(xiàn)出沿鰭體中線的弱對稱特征。從增大有利預(yù)旋同時減小不利預(yù)旋的角度出發(fā)，首先設(shè)計了多種定子剖面型式與定子周向布置形式，并對加裝了定子但不帶螺旋槳的船體繞流進行了數(shù)值計算。通過權(quán)衡其阻力增額及盤面周

3、向流動速度大小，選取了最合適的定子剖面型式。隨后改變定子偏轉(zhuǎn)角，并進行船槳自航數(shù)值模擬，系統(tǒng)研究了前置預(yù)旋導管對船槳干擾的影響，并通過與無節(jié)能附體情況的比較，對不同前置預(yù)旋導管方案的節(jié)能效果進行了評估，其中兩種最佳方案的節(jié)能效果分別可達3.9％和5.0%。研究結(jié)果同時表明增大盤面有利預(yù)旋部分將帶來較大的阻力增加，而減小不利預(yù)旋甚至改變部分區(qū)域為有利預(yù)旋則代價較小，旨在為螺旋槳形成預(yù)旋的相關(guān)研究應(yīng)重點關(guān)注對不利預(yù)旋部分的改善。