轂帽鰭及舵附推力鰭的實(shí)尺度節(jié)能效果研究.pdf

1、轂帽鰭和舵附推力鰭是兩種常用的槳后節(jié)能裝置，在以往的研究中，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)研究還是計(jì)算研究一般都是在模型尺度下進(jìn)行的，然而由于雷諾數(shù)相差較大，模型尺度及實(shí)船尺度船尾伴流場(chǎng)存在著較大的不同，模型尺度下的研究并不能體現(xiàn)出實(shí)際條件下轂帽鰭和舵附推力鰭的工作狀態(tài)和效果。本文基于 CFD方法完成了敞水條件下螺旋槳，槳/轂帽鰭系統(tǒng)的水動(dòng)力性能模擬，分別在模型和實(shí)尺度下進(jìn)行了船舶尾流場(chǎng)的模擬，忽略興波作用的船舶推進(jìn)性能的研究，以及轂帽鰭和舵附推力鰭對(duì)船舶

2、推進(jìn)性能影響的研究。
　　首先對(duì)敞水條件下的螺旋槳和槳/轂帽鰭系統(tǒng)的水動(dòng)力性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，給出了兩者的水動(dòng)力性能曲線，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了計(jì)算方法的可靠性，對(duì)敞水槳及槳/轂帽鰭系統(tǒng)的流場(chǎng)及壓力分布進(jìn)行了比較和分析。證實(shí)了轂帽鰭通過(guò)減少轂渦，降低螺旋槳轉(zhuǎn)矩達(dá)到節(jié)能效果的機(jī)理。
　　然后對(duì)不同航速下模型及實(shí)尺度的船舶伴流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，將模型尺度下的阻力計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，給出了模型及實(shí)尺度船尾伴流

3、場(chǎng)的速度分布云圖，對(duì)比分析了模型及實(shí)船尺度船尾伴流場(chǎng)流動(dòng)的差別，得出實(shí)船尺度下船體邊界層相對(duì)更薄，伴流相對(duì)較小，船尾流速相對(duì)更高的特點(diǎn)。
　　最后分析了興波作用對(duì)船舶推進(jìn)性能的影響方式，開(kāi)展了模型及實(shí)尺度下忽略興波作用的船舶推進(jìn)性能的研究，對(duì)模型及實(shí)尺度轂帽鰭及舵附推力鰭對(duì)船舶推進(jìn)性能的影響進(jìn)行了研究分析，結(jié)果表明安裝轂帽鰭及舵附推力鰭后使得船舶在自航點(diǎn)螺旋槳轉(zhuǎn)速、載荷和轉(zhuǎn)矩均有一定降低，實(shí)尺度下船舶收到功率有2％左右的降低。對(duì)比