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《哈尔滨工程大学》 2006年
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短翼水动力计算模型与多桨多舵水动力干扰研究

覃新川  
【摘要】: 本文在比较完整地了解船舶水动力计算中广泛应用的以速度势为基本变量的低阶面元法的基础上,根据库塔-儒可夫斯基后缘条件的物理真实性,从理论和数值计算两方面说明了蒙瑞诺数值库塔条件的不足。依据大量实验结果,建立了新的可以考虑翼梢涡影响和涡面涡强衰减影响的三维短翼水动力计算模型。 通过对三维短翼的水动力性能和翼后给定点沿流向的诱导速度计算表明:采用考虑翼梢涡影响和涡的衰减影响的计算模型,可以提高三维短翼的水动力性能计算精度;可以准确地计算出螺旋桨尾流场的速度峰值;可以较好地计算出三维短翼翼后的诱导速度分布。该计算模型在已考察的水动力性能、翼后诱导速度等方面比经典面元法更接近试验结果。 应用新的水动力计算模型,详细研究了螺旋桨诱导速度场的分布规律,由于螺旋桨的旋转运动,既使对于定常情况,螺旋桨在流场中任意一点产生的诱导速度也是周期性变化的,这种周期变化与螺旋桨的几何形状、来流速度、载荷情况等有着复杂的关系。但是,对于远离尾涡区的点,计算结果表明:螺旋桨产生的诱导速度是近似正弦规律变化的。因此,对于这样点的诱导速度,只需计算相隔二分之一周期的任意两点的诱导速度即可得到满足要求的周向平均诱导速度。这一结论对于多桨多舵的相互干扰计算可节约大量计算时间。 本文通过迭代的方式考虑桨舵的相互影响,计算了单桨双舵的相互干扰问题,经与德国内河船研所的实验结果进行的比较表明:本文的计算结果与试验值吻合较好。最后,本文对某大型船舶的四桨两舵推进系统的位置参数进行了研究性计算,明确了各位置参数对推进性能的影响。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U661.1

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