1. 研究目的与意义(文献综述)
(1)目的及意义可调螺距螺旋桨是一种在多种航行工况下都可以充分利用主机全部功率的推进器,其可在主机和轴系转速、转向不变的情况下,通过桨毂内的调整机构转动桨叶,改变螺距角,从而改变推力的大小和方向,以适应船舶的前进、后退、停止和变速等要求。采用调距桨的船舶可以选用螺距与转速最合理配合的经济工况,节省燃料,提高船舶经济性。因此目前调距桨推进系统在工程船、液装船和大型顶推船等船上都有广泛应用。而且可以预见到随着中速大功率柴油机的不断发展和完善以及船舶向自动化发展,将会有越来越多的船舶采用可调螺距螺旋桨作为推进装置。
船舶螺旋桨的水动力性能评估是船舶设计中的一项重要工作,因其直接影响到整个船舶的快速性、操纵性和经济性。作为出现较晚却有广泛应用的特种螺旋桨-调距桨的水动力性能研究更应该得到重视。学习掌握调距桨水动力性能的数值计算方法并分析其尺度效应,对于避免不良设计所带来震动和噪声,进一步提高螺旋桨的效率、改善螺旋桨性能有着十分重要的意义。
调距桨的水动性能研究,从方法上,可以分为理论计算与实验研究。对于调距桨,由于实船数据缺少以及经验不足,用模型试验来预报实尺度性能往往存在误差。而且实验受水池以及实验条件的限制,只能使用较小的模型在一定的雷诺数下开展,用目前的经验公式对其进行估算,效果并不理想。而对可调螺距螺旋桨水动力性能的理论计算方法的探究经历了漫长历程,历史上创立了以下的一些理论,如动量理论、叶元体理论、升力线理论、升力面理论和面元法解法。在这些理论之中,升力面法和面元法运用的势流方法是在忽略粘性影响的条件下进行的,并不能正确的预报与螺旋桨性能直接有关的螺旋桨流场流动变化的数据以及信息,例如梢涡的形成,尾涡的结果以及流动分离的问题等。
2. 研究的基本内容与方案
(1)基本内容
① 依据毕业设计任务书的内容和要求,进行文献收集和阅读,明确选题的目的和意义,了解国内外可调螺距螺旋桨研究现状,确定研究的基本内容、研究方案和技术途径。
② 进行可调螺距螺旋桨设计工况的三维几何建模以及螺距调节后的几何建模
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
第4周:学习计算流体力学的基本知识和螺旋桨敞水性能cfd计算的基本方法与步骤
4. 参考文献(12篇以上)
[1]冯学梅,陈凤明,蔡荣泉.使用fluent软件的螺旋桨敞水性能计算和考察[j].船舶,2006,(1):14-19.[2]胡磊,谭廷寿.大侧斜螺旋桨敞水性能分析[j].船海工程2010,39(1):41-44
[3]纪兵兵,陈金瓶.ansysicemcfd网格划分技术实例详解[m].北京:中国水利水电出版社,2012.
[4]李卉,邱磊.螺旋桨水动力性能研究进展[j].舰船科学技术,2011,33(12):3-8.
