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大型穿浪双体船喷水推进系统研究

于斌  
【摘要】:穿浪双体船WPC(Wave Piercing Catamaran)作为一种新型的高性能船舶,已经得到了广泛的应用和发展。未来船舶运输业朝着高性能快速化方向发展,传统螺旋桨推进技术有其应用局限性,而喷水推进技术能够满足高性能快速化这种要求。穿浪双体船一般采用喷水推进系统,如何提高喷水推进效率是各国船舶推进研究机构热衷研究的课题。但是由于一些技术没得到解决,如低损失、无空化进口的管道系统;高效率和大功能转换能力的推进泵;以及船、机、泵的有效配合问题;水动力性能的导航操纵装置等,影响并制约了喷水推进技术的发展。本文研究的主要目的是为提高喷水推进的效率提供依据和建议。 本文以大型穿浪双体船WPC96为研究对象,系统地论述了喷水推进系统的基本结构和理论,研究了穿浪双体船喷水推进系统主要参数的优化,并对喷水推进船舶的推进效率进行了系统理论阐述。在此基础上运用MATLAB遗传算法和CFD软件——FLUENT对喷水推进器主要参数优化计算以及进水管流场数值模拟进行了研究,并针对影响喷水推进器进水管系统效率的主要参数(如进水速比IVR、喷速比等)进行了分析。主要研究内容如下: 一、介绍了喷水推进技术的发展现状和研究进展; 二、阐述了喷水推进系统的基本理论与喷水推进器基本结构; 三、系统分析了影响喷水推进系统效率的各项因素,论述了提高穿浪双体船喷水推进系统效率的有效途径,对喷水推进与螺旋桨推进功率特性进行了对比分析论述; 四、以大型穿浪双体船WPC96为研究对象,运用MATLAB遗传算法工具箱对喷水推进系统的主要参数进行了优化计算; 五、以大型穿浪双体船WPC96为研究对象,运用CFD软件——FLUENT对喷水推进系统进水管流场进行了数值模拟分析; 六、分析了喷速比K和进水速比IVR对喷水推进效率的影响; 通过以上内容研究,本文较深入地研究了大型穿浪双体船喷水推进系统,详细分析了影响喷水推进系统推进效率的影响因素。


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