船舶進(jìn)排氣系統(tǒng)數(shù)值模擬及阻力模擬裝置研究.pdf

1、水面船舶的進(jìn)排氣系統(tǒng)是各種常規(guī)動力裝置實船應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，其總體性能直接關(guān)系到動力裝置的運行，對其性能進(jìn)行研究具有重要的作用和意義。無論結(jié)構(gòu)形式如何，船舶進(jìn)排氣系統(tǒng)的最重要的一項性能指標(biāo)就是其流動損失，而大中型水面船舶所采用的進(jìn)排氣系統(tǒng)具有尺度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，因此，需要采用合理的研究方法進(jìn)行阻力性能預(yù)估。本文針對大型水面船舶所使用的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過流場數(shù)值模擬方法，分別對設(shè)計方案和對應(yīng)陸基試驗環(huán)境下的進(jìn)排氣系統(tǒng)流動

2、損失特性進(jìn)行了仿真計算，以此為基礎(chǔ)設(shè)計了用于總體試驗研究的阻力模擬裝置，并通過數(shù)值模擬和模型試驗對阻力模擬裝置性能進(jìn)行了研究，論文主要工作如下：
　　1、船舶進(jìn)排氣系統(tǒng)數(shù)值模擬方案確立及模型簡化方法的研究。確定對于具有大尺度復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的流動問題，所使用的控制方程、離散方法、湍流模型等問題。通過塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方案，采用多孔介質(zhì)模型等手段，提高網(wǎng)格質(zhì)量和計算效率。
　　2、進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計方案流動損失數(shù)值模擬研究。完成了8種方案船舶

3、進(jìn)氣系統(tǒng)流場的數(shù)值模擬仿真計算，獲得了每個方案進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)部流動的阻力損失特性，對流場流動及阻力特性進(jìn)行了分析，討論了進(jìn)氣阻力損失產(chǎn)生的主要因素。
　　3、排氣系統(tǒng)設(shè)計方案流動損失數(shù)值模擬研究。完成了8種方案船舶排氣系統(tǒng)流場數(shù)值模擬研究，對每個方案排氣系統(tǒng)管路內(nèi)部流動特性以及排氣系統(tǒng)總體引射摻混情況進(jìn)行了分析，獲得了排氣系統(tǒng)的阻力損失特性，并討論了阻力損失的主要影響因素。
　　4、陸基試驗環(huán)境進(jìn)排氣系統(tǒng)流動損失數(shù)值模擬研究。建

4、立了陸基進(jìn)排氣系統(tǒng)各自的計算域模型，通過流場數(shù)值仿真計算，獲得了不同工況下各個流動損失特性，并將其與對應(yīng)的進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計方案損失特性進(jìn)行比較，以此作為阻力模擬裝置的設(shè)計依據(jù)。
　　5、阻力模擬裝置設(shè)計與性能研究。針對所需要模擬的阻力損失狀態(tài)，設(shè)計出一種節(jié)流板式管道阻力模擬裝置，以滿足陸基進(jìn)排氣系統(tǒng)的試驗條件要求。該裝置具有4個可旋轉(zhuǎn)節(jié)流板，通過控制不同組合狀態(tài)來實現(xiàn)不同工況下的流動損失，使其特性與實船不同方案的進(jìn)排氣管路系統(tǒng)等效。