船用螺旋槳優(yōu)化設(shè)計(jì)及參數(shù)研究.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的發(fā)展，船舶的安全、節(jié)能、環(huán)保等性能日益受到重視，螺旋槳作為目前船舶最常用的推進(jìn)裝置，其性能設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵；而隨著船舶向大型化、高速化發(fā)展，對(duì)螺旋槳綜合性能的要求也在日益提高?，F(xiàn)代船用螺旋槳設(shè)計(jì)必須在追求推進(jìn)效率的同時(shí)，盡可能避免槳葉在復(fù)雜的船尾流場中產(chǎn)生空泡，從而減小螺旋槳誘導(dǎo)的船體振動(dòng)及噪聲，避免槳葉剝蝕，延長使用壽命，提高船舶安全性與舒適性。傳統(tǒng)的螺旋槳理論和設(shè)計(jì)方法主要考慮推進(jìn)效率，較難兼顧空泡振動(dòng)等要求。對(duì)于復(fù)雜的工

2、程設(shè)計(jì)問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠在諸多相互制約的限制條件中找到符合要求的最優(yōu)方案，因此，該技術(shù)在螺旋槳設(shè)計(jì)中的應(yīng)用日益受到人們的重視。本文首先以某集裝箱船五葉槳為對(duì)象，基于螺旋槳水動(dòng)力性能的升力面理論預(yù)報(bào)程序，應(yīng)用iSIGHT 軟件進(jìn)行指定負(fù)荷分布形式下槳葉螺距與拱度的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行粘流CFD 計(jì)算驗(yàn)證。CFD 計(jì)算表明：通過指定適當(dāng)?shù)南蚁蜇?fù)荷分布形式，可以在保證推力與效率的同時(shí)使槳葉表面壓力分布更加均勻，從而推遲槳葉空化，

3、提高螺旋槳空泡性能。 螺旋槳的螺距、拱度、側(cè)斜、縱傾等幾何參數(shù)與槳葉負(fù)荷分布及水動(dòng)力性能密切相關(guān)，但無法定量描述，而這些關(guān)系對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要。通過模型試驗(yàn)進(jìn)行螺旋槳參數(shù)與性能之間的關(guān)系研究成本非常高。隨著CFD 技術(shù)的發(fā)展，通過求解RANS 方程模擬螺旋槳性能、壓力分布及周圍流場的技術(shù)日趨成熟。為此本文以某七葉槳為對(duì)象，通過改變?cè)瓨獛缀螀?shù)進(jìn)行CFD 計(jì)算，較為系統(tǒng)地研究了部分參數(shù)對(duì)槳葉水動(dòng)力性能、壓力分布及周圍流場的影響，并