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文檔簡介
1、船舶航運市場加快了民用船舶功率巨型化、噸位大型化和航速快速化的進程;隨著新船能效設(shè)計指數(shù)EEDI概念的提出與強制實施,船舶的節(jié)能減排、綠色環(huán)保以及安全性能被提升到了新的高度。為了追求船舶經(jīng)濟性,船舶行業(yè)對船舶動力效率的要求越來越高,船舶螺旋槳負載越來越重,運行環(huán)境也更加惡劣,船舶的推進性能成為了人們在船舶行業(yè)發(fā)展中關(guān)注的熱點問題,而船舶尾部的流動特性以及螺旋槳激振力都是影響船舶推進性能的主要因素。
本文選取KCS模型與KP50
2、5槳為計算對象,基于RANS方法開展了軸向標稱伴流場的尺度效應(yīng)、船槳一體并考慮自由液面影響條件下的螺旋槳誘導(dǎo)激振力數(shù)值研究。其中軸向標稱伴流場的尺度效應(yīng)研究中,本文對包含實尺度的七個不同尺度下的粘性繞流場進行了數(shù)值求解;船槳一體并考慮自由液面影響條件下的螺旋槳誘導(dǎo)激振力數(shù)值研究中,本文分別進行了基于自主設(shè)計的Smart Dummy模型船槳一體數(shù)值自航實驗以及自由度放開條件下的船槳一體數(shù)值自航實驗。
為驗證本文計算方法的可靠性,
3、首先進行了網(wǎng)格無關(guān)性驗證。通過三套不同粗細的網(wǎng)格對網(wǎng)格無關(guān)性進行了驗證,分別從阻力、自由液面、伴流場三個方面進行了闡述,為后續(xù)數(shù)值計算工作的展開提供合理的支撐。
在伴流場的尺度效應(yīng)問題仍未得到很好解決的背景下,對 KCS船尾軸向標稱伴流場的尺度效應(yīng)進行了研究。對槳盤面平均軸向伴流分數(shù)、伴流峰、伴流谷隨雷諾數(shù)的變化關(guān)系進行了詳細分析。基于局部參數(shù)化建模對KCS模型的尾部變形得到Smart Dummy模型,對該模型的繞流場進行了詳
4、細分析,并基于Smart Dummy模型對船槳一體螺旋槳誘導(dǎo)的激振力進行了計算,結(jié)果表明該模型在預(yù)報實船標稱伴流場以及螺旋槳誘導(dǎo)的船體表面脈動壓力方面有巨大的潛力。對于航行于水面的艦船,船體姿態(tài)的變化會導(dǎo)致以約束模型為基準的數(shù)值計算與實際情況有所差別?;谥丿B網(wǎng)格技術(shù),應(yīng)用六自由度模型與疊加旋轉(zhuǎn)模型實現(xiàn)了自由度開放狀態(tài)下的KCS自航計算,充分考慮了船體姿態(tài)的影響。通過與約束狀態(tài)下的模型計算結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)二者在繞流場以及螺旋槳誘導(dǎo)的激振力
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