基于CFD螺旋槳轂帽鰭水動(dòng)力性能研究.pdf

1、近年來，隨著國際油價(jià)的日益增長，以及經(jīng)濟(jì)危機(jī)對(duì)國際船市的影響，使得船舶運(yùn)輸業(yè)與制造業(yè)受到了前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，再加之國際海事組織(IMO)近年來對(duì)安全、環(huán)保領(lǐng)域不斷增加的要求，如NOx排放、TireⅡ標(biāo)準(zhǔn)、壓載水處理以及目標(biāo)行標(biāo)準(zhǔn)(GBS)等要求的實(shí)施，致使船舶的新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)提高。在這樣的大背景之下，我國造船業(yè)如何在原有建船方案的前提下提高船舶的節(jié)能效率成為各大設(shè)計(jì)單位的首要任務(wù)，船舶節(jié)能裝置再次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

2、r>　　螺旋槳轂帽鰭作為一種新型的船用節(jié)能裝置，合理安排其在槳后的位置，能夠明顯提升螺旋槳的推進(jìn)效率。因此本文采用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)螺旋槳轂帽鰭的敞水性能進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　首先，為了驗(yàn)證CFD商業(yè)軟件FLUENT數(shù)值模擬的可靠性，選取通用螺旋槳DTMB4119槳作為研究對(duì)象，根據(jù)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值的比較分析，說明FLUENT具有一定的可靠性。在DTMB4119槳的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相應(yīng)的轂帽鰭形狀，通過改變轂帽鰭安裝角度，來初步研究轂帽

3、鰭的節(jié)能效果。從計(jì)算結(jié)果分析可以看出，與DTMB4119槳相關(guān)的轂帽鰭在安裝角度為40°時(shí)，表現(xiàn)出最佳的節(jié)能效果，其效率增量能夠達(dá)到0.798％。
　　其次，選取另外一特殊螺旋槳作為研究對(duì)象，分別考慮了多種參數(shù)變化下的轂帽鰭對(duì)螺旋槳敞水性能的影響。其變化參數(shù)包括轂帽鰭安裝角、直徑大小及槳后軸向位置。綜合分析計(jì)算結(jié)果可以看出，與其螺旋槳相對(duì)應(yīng)的轂帽鰭在安裝角度為50°時(shí)，其節(jié)能效果在0.52392％～1.14966％的范圍內(nèi)，且隨鰭

4、葉直徑的增大而增大，軸向位置的改變對(duì)螺旋槳及轂帽鰭整體效率的影響并沒有規(guī)律性的變化。
　　最后，本文就螺旋槳槳葉個(gè)數(shù)變化、縱傾變化及不同湍流模型對(duì)其敞水性能的影響進(jìn)行了FLUENT數(shù)值模擬。從模擬結(jié)果看出，本文中涉及的螺旋槳在葉數(shù)為五葉、向船首縱傾時(shí)表現(xiàn)出較佳的性能。而湍流模型的影響表現(xiàn)為SSTk-ω模型下所得到的效率最佳，RNGk-ε模型次之，Realizablek-ε模型最差。
　　到目前為止，國內(nèi)可查閱的研究螺旋槳轂帽