1. 研究目的与意义(文献综述)
常规螺旋桨的叶梢载荷通常为零。然而,自从1980年西班牙gomez发表了第一个叶梢载荷不为零(叶梢处倾斜或加装端板)的螺旋桨的研究结果之后,世界上许多国家都开始对这种类型的螺旋桨进行研究。随着“绿色船舶”概念的兴起,叶梢倾斜螺旋桨由于其良好的推进性能和节能效果,已经受到国内外越来越多的关注,并进行了许多研究。从这些研究中可以看出,设计良好的叶梢倾斜螺旋桨不仅可以取得满意的节能效果,对减振、改善操纵性等方面都有好处。
目前国内外所研究的叶梢大倾斜螺旋桨中,研究最多、应用前景最好的主要是clt型桨(contractedandloadedtip)和kappel型桨两类。
clt桨的概念由西班牙sistemar专业设计公司于1987年提出。clt桨的叶梢较宽,桨叶随便出直径相应减小,端板位于叶梢压力面,利用船舶推进器尾流收缩原理使端板的粘性阻力减小,进入螺旋桨的水流量增加,螺旋桨推力也有所增加。1996年7月和10月,由西班牙astilleorsespanoles造船公司的puertoreal船厂负责为卡基尔国际航运公司建造的两艘姐妹散货船,分别安装了常规螺旋桨和clt螺旋桨进行了实船速率比较试验。试验结果表明,在一定的功率下,安装了clt桨的货船航速提高约0.6kn,并且燃油消耗节约了12%。1998年3月,cargill国际公司在"bebedouro"号运载船上安装了由sistemar公司设计的clt桨,并在菲律宾的苏比克湾进行了进坞前后的实船试验。结果表明,在航速不变的情况下,clt桨的节油效果不低于9%。安装clt桨后由于桨叶上的压力脉冲引发的船身振动下降了,机动性也得到大的改进。2009年,sistemar公司在cehipar公司和vtt的邀请下,参与了silenv项目,主要目的是为船舶贴上“绿色标签”,实现低噪声、低振动,并为此制定了相关标准。作为降低噪声和振动方法之一,cfd计算和模拟测试也开始被应用于clt推进器性能分析。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:
(1)叶梢倾斜螺旋桨的三维几何建模
(2)螺旋桨流场单通道结构化网格划分方法和全通道非结构化网格划分方法
3. 研究计划与安排
第1周:布置任务,查找文献,阅读文献
第2周:安装软件,开始撰写开题报告
第3周:完成开题报告的撰写与上传
4. 参考文献(12篇以上)
[1]孙群,吴琼.kappel型螺旋桨敞水性能数值分析研究[c].第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集(下册),舟山,2013,p1057-1062.
[2]杨仁友,沈泓萃,姚惠之.螺旋桨敞水性能cfd不确定度分析[j].船舶力学,2010,14(5):472-480.
[3]s h rhee, s joshi. cfd validation for a marine propeller using an unstructured mesh based rans method. proceedings of fedsm’’03 . 2003.
