基于CFD方法的POD吊艙式集裝箱船水動(dòng)力性能研究.pdf

1、吊艙式推進(jìn)器（又稱POD推進(jìn)器）是近年來發(fā)展起來的一種新型的船舶推進(jìn)裝置，該推進(jìn)系統(tǒng)可以節(jié)省艙室空間，降低主機(jī)的振動(dòng)，增加推進(jìn)效率，提高船艦的操縱性能，因此，在商用船舶和軍事艦艇的應(yīng)用上POD推進(jìn)器具有極高的價(jià)值。本文在此基礎(chǔ)上，以波蘭B573集裝箱船為研究對(duì)象，通過改建Pram艉型的船艉，搭載POD推進(jìn)器，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值方法，展開了對(duì)船模和POD推進(jìn)器的定常和非定常水動(dòng)力性能研究。
　　在對(duì)B573集裝箱船一系列

2、研究的基礎(chǔ)上，在三維建模軟件MAYA中使用NURBS曲面建立了載有POD推進(jìn)器的Pram艉型的新型船模，對(duì)集裝箱船伴流場(chǎng)的網(wǎng)格劃分方法進(jìn)行研究，計(jì)算新型船模的隨航速變化下阻力的變化，并對(duì)新型船模螺旋槳盤面的尾流場(chǎng)進(jìn)行分析，將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出新型船模的阻力降低約10％，且螺旋槳盤面的尾流場(chǎng)分布更加均勻，有利于改善螺旋槳的工況。
　　本文采用滑移網(wǎng)格的計(jì)算方法，在流體分析軟件CFX中分析了敞水拖式與推式POD推進(jìn)器的非

3、定常水動(dòng)力性能，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，研究舵、吊艙、螺旋槳在X，Y，Z三個(gè)坐標(biāo)方向上的推力和轉(zhuǎn)矩等隨旋轉(zhuǎn)角度而變化的情況。通過分析可以發(fā)現(xiàn)這些變量呈周期性振蕩，且在相同工況下，拖式POD推進(jìn)器的推力高于推式POD推進(jìn)器，約為21.1％。
　　將Pram艉型的船體與拖式POD推進(jìn)器結(jié)合，采用SST k-ω湍流模型，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角為0°時(shí)，計(jì)算船后POD推進(jìn)器的水動(dòng)力性能，并與敞水工況下的水動(dòng)力性能進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)POD推進(jìn)器的推力和轉(zhuǎn)矩提高了9