收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

最大空泡起始航速及最小空泡脉动压力螺旋桨设计

曾志波  
【摘要】:众所周知,空泡在船舶振动与噪声控制方面的研究意义重大。本文论述了一种船舶螺旋桨设计及优化方法,其目的在于最大限度地提高空泡起始临界航速,尽可能地降低空泡诱导脉动压力,同时水动力效率损失很小。 为最大化非均匀伴流场中的螺旋桨空泡起始航速,Eppl er叶剖面设计方法及概念已被广泛认可。然而,对目前Eppl er剖面设计参数的选取仍是一件令人烦恼的事情,或者说没有直接的办法。在本文中,通过参数影响分析,以桨叶剖面吸力面片空泡裕度、泡空泡裕度以及压力面片空泡裕度为目标,提出了一种剖面优化设计模型。基于遗传算法(GA),在iSIGHT软件中建立了最大空泡起始航速的多目标叶剖面优化设计技术,并给出了设计实例。 本文采用数值模拟方法研究了叶剖面片空泡体积在准定常条件下的变化特性,其中提出了一个表征空泡叶剖面工作环境的修正参数σ*=(σ+Cpl)/(α-αi),取代原有的环境参数σ/(α-αi)。叶剖面空泡体积随σ*的变化过程可分为缓慢、过渡及急剧三个不同阶段。为了实现对设计叶剖面空泡体积的快速预报,通过对剖面全湿流压力分布的参数化,建立了剖面几何与对应片空泡体积的相关性,获得了可快速预报空泡体积的回归公式。 在上述剖面片空泡体积预报的基础上,结合船后螺旋桨叶剖面工作环境,推荐了低激振叶剖面设计流程,针对典型集装箱船螺旋桨剖面进行了比较设计研究。同样为了解决低激振剖面设计流程中的参数选择问题,同时得到最优剖面,本文将上述基于遗传算法的优化设计技术成功拓展应用到最小空泡脉动压力叶剖面优化设计中,其中的设计目标通过对空泡脉动压力由傅里叶方法进行了时频转换,选取了前三阶脉动压力叶频幅值。 推荐了船舶螺旋桨最大空泡起始航速和最小空泡脉动压力设计准则。考虑三维效应,采用升力面设计方法,将优化剖面转化到桨叶构型,包括了叶剖面几何与螺距角。因此,构建了一个完整的螺旋桨设计流程。通过设计实例证实了本论文中的方法,通过模型试验验证了设计结果的一致性。 上述研究将螺旋桨空泡研究成果融入到优化设计方法中,提供了一种船舶螺旋桨可靠、实用的设计手段。经过与工程实践结合,本文的方法可进一步发展成为船舶减振降噪设计工具,提高现有螺旋桨设计水平。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 叶元培;第二届国际空泡起始会议评述[J];水动力学研究与进展;1986年01期
2 方文均;我国近年来空泡研究进展[J];水动力学研究与进展;1987年04期
3 刘桦,朱世权,何友声,胡天群,郭永崧;系列头体的空泡试验研究──初生空泡与发展空泡形态[J];中国造船;1995年01期
4 顾巍,何友声;空泡流非稳态现象的流动控制[J];力学学报;2001年01期
5 蒋增辉;于开平;张嘉钟;王聪;黄文虎;;空泡尾部流场特性数值模拟研究[J];船舶力学;2008年02期
6 孙江龙;叶梦熊;杨侠;;空泡螺旋桨剖面设计及特性分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年10期
7 闵景新;权小波;魏英杰;王聪;邹振祝;;均压气体对出筒空泡影响研究(英文)[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2010年04期
8 况贶;张永坤;;时域螺旋桨空泡噪声的球空泡脉动体积方法[J];舰船科学技术;2012年02期
9 何春涛;王聪;闵景新;金大桥;黄海龙;;回转体匀速垂直入水早期空泡数值模拟研究[J];工程力学;2012年04期
10 何春涛;王聪;魏英杰;马相孚;;圆柱体垂直入水空泡形态试验[J];北京航空航天大学学报;2012年11期
11 M.Strasberg,柳康宁 ,朱月锐;卅五年来螺旋浆空泡噪声的研究[J];上海力学;1981年01期
12 罗龙;国际空泡讨论会论文题录[J];水动力学研究与进展;1986年02期
13 何友声,刘桦,赵岗;二维空泡流的脉动性态研究[J];力学学报;1997年01期
14 刘巨斌,肖昌润,郑学龄;轴对称物体空泡流动的数值计算[J];海军工程大学学报;2004年04期
15 郭建红;鲁传敬;陈瑛;潘展程;;基于输运方程类空化模型的通气空泡流数值模拟[J];力学季刊;2009年03期
16 向敏;张为华;张孜博;屠基元;;局部通气空泡尾部微气泡流减阻仿真研究[J];兵工学报;2011年06期
17 冯丕孚;厚翼剖面的空泡特性研究[J];中国造船;1986年04期
18 宋军;申理;;喷油过程计算中空泡模型的新探索[J];内燃机学报;1991年01期
19 顾巍,何友声,胡天群;小攻角水翼空泡流瞬态与周期现象试验[J];上海交通大学学报;1998年08期
20 胡世良;鲁传敬;潘展程;;通气空泡重力效应研究[J];水动力学研究与进展A辑;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲁传敬;陈瑛;;空泡流数值模拟方法研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
2 韦喜忠;洪方文;彭晓星;;二维水翼云状空泡特性及其生成机理研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年
3 陈瑛;鲁传敬;陈鑫;曹嘉怡;李杰;;高速可压缩空泡流数值模拟方法[A];2013年船舶水动力学学术会议论文集[C];2013年
4 颜开;王宝寿;;出水空泡流动的一些研究进展[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
5 陈瑛;鲁传敬;陈鑫;曹嘉怡;李杰;;高速可压缩空泡流数值模拟方法[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集(上册)[C];2013年
6 金大桥;王聪;魏英杰;赵静;邹振祝;;圆柱体带空泡轴向绕流研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
7 陈鑫;陈瑛;鲁传敬;胡世良;程闻;;浅水中绕二维楔自然空泡流的边壁效应研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
8 程晓俊;鲁传敬;;二维水翼的局部空泡流研究[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年
9 吴磊;鲁传敬;薛雷平;;空泡绕流数值模拟[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
10 鲁传敬;陈瑛;;空泡流数值模拟方法研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐明;近壁面空泡的可视化实验研究[D];浙江大学;2013年
2 陈瑛;自然空泡流数值模拟方法研究[D];上海交通大学;2009年
3 郭建红;复杂多相空泡流的数值模拟方法研究[D];上海交通大学;2013年
4 胡晓;水下航行体空泡流数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 熊鹰;非均匀流中螺旋桨空泡及脉动压力的数值和试验研究[D];武汉理工大学;2002年
6 陈鑫;通气空泡流研究[D];上海交通大学;2006年
7 金大桥;水下动能射弹空泡形态及流体动力特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 向敏;超空泡航行体通气空泡流仿真研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 曾志波;最大空泡起始航速及最小空泡脉动压力螺旋桨设计[D];中国舰船研究院;2014年
10 龚博致;空泡流现象的非平衡分子动力学模拟和机理研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴亚丹;文丘里管内空泡及空泡群的演变及其溃灭特性[D];大连理工大学;2009年
2 佈仁吉日嘎;通气空泡热效应数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 张素宾;高速航行体通气空泡流动研究[D];上海交通大学;2011年
4 叶梦熊;水下突体流噪声及空化特性研究[D];华中科技大学;2009年
5 郑巢生;基于OpenFOAM的空泡流数值模拟方法研究[D];中国舰船研究院;2012年
6 胡世良;通气超空泡流动重力效应研究[D];上海交通大学;2009年
7 方会东;船舶螺旋桨空泡性能理论预报[D];哈尔滨工程大学;2008年
8 李晓波;基于势流理论的回转体空泡形态研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 何晓;喷气推进导弹空泡流的尺度效应研究[D];上海交通大学;2009年
10 胡青青;不同倾角下钝体入水后的超空泡流动的实验观察及数值计算[D];浙江理工大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978