吊艙推進器敞水推進性能研究.pdf

1、專業(yè)學位碩士學位論文吊艙推進器敞水推進性能研究ResearchonOpenwaterPropulsionperformanceofPODpropeller學號：31208020完成日期：壟Q!壘生墨旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文摘要吊艙推進器越來越受到人們的關注，已逐漸應用在各個工程領域的船舶推進系統(tǒng)上。吊艙推進器相比于傳統(tǒng)推進器具有眾多優(yōu)點：吊艙推進器采用電力推進

2、系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)機械式能量傳遞的方式；節(jié)省了艙室空間，有利于艙室的布置和優(yōu)化；并且可以使船尾型線的設計約束減小，增大船型效率；此外，吊艙推進器成功地將推進與操縱集于一體，可以按任意角度進行偏轉(zhuǎn)操縱，大大提高了其操縱的靈活性。吊艙推進器的推進性能決定船舶的直航速度和回轉(zhuǎn)機動性，所以對于其水動力性能有必要加以深入研究。吊艙推進器主要有三種形式，本文研究雙槳式吊艙推進器的水動力性能。首先研究吊艙推進器上單槳的敞水推進性能，基于CFD方法計算了

3、其上單槳的敞水性征曲線，并與試驗結(jié)果相比較，驗證了CFD方法計算的準確性。通過壓力云圖從微觀上分析其壓力特性，與計算所得宏觀表征一致。進一步使用渦粘模型下的五種兩方程湍流模型計算螺旋槳敞水推進性能，并分別比較推力、轉(zhuǎn)矩和敞水推進效率，分析不同湍流模型的優(yōu)缺點，選擇了SSTk緲模型作為本文計算的湍流模型。其次，對吊艙推進器進行整體水動力性能計算，得到吊艙推進器敞水性征曲線。將吊艙推進器與螺旋槳的敞水推進性能進行比較，發(fā)現(xiàn)吊艙推進器相比于螺

4、旋槳的推力與轉(zhuǎn)矩均得到提升，而敞水推進效率有所下降，說明吊艙推進器的轉(zhuǎn)矩比推力提升得更快。吊艙推進器在進行回轉(zhuǎn)操縱時處于非設計工況，水動力性能會發(fā)生劇烈變化。本文研究其在回轉(zhuǎn)狀態(tài)下的水動力性能，分別計算偏轉(zhuǎn)角度為10。、20。、30。、40。的推力系數(shù)島、轉(zhuǎn)矩系數(shù)如、敞水推進效率刁。研究發(fā)現(xiàn)，偏轉(zhuǎn)角度越大，推力與轉(zhuǎn)矩越大。在小角度偏轉(zhuǎn)時，敞水推進效率變小；在大角度偏轉(zhuǎn)時，敞水推進效率逐漸有所回升。并且高進速可以放大由偏轉(zhuǎn)所引起的水動力性