半悬挂舵的敞水水动力性能与舵力预估方法研究

基于RANS方程结合RNGk-ε湍流模型,论文针对某半悬挂舵的敞水水动力性能进行了数值预报,并与相同轮廓的梯形舵进行了对比分析。结果表明:不同舵角下半悬挂舵的挂舵臂升力约为舵叶升力的20%,挂舵臂阻力基本不随舵角变化;相同迎流速度下半悬挂舵的失速角较梯形舵大,在舵未失速时梯形舵舵叶升力系数要大于半悬挂舵舵叶的升力系数,而两者的阻力系数相当;同等来流条件下,半悬挂舵的舵叶压力中心较梯形舵后移距离约为舵底弦长的17%;采用等弦长法可较为准确地预估半悬挂舵的总升力与总阻力,半悬挂舵舵叶对舵杆的扭矩则可通过舵叶简化法得到较为合理的取值。

进江船型半悬挂舵升力性能优化

针对进江船型操纵性要求较高而半悬挂舵升力性能较低的问题,基于CFD方法,采用翼型优化设计、制流板优化设计、随边直尾化设计3种技术措施对一型“曼谷型”集装箱船的半悬挂舵进行升力性能优化。对比升力系数和阻力系数计算结果;考察舵面流动和端部流动,分析增升原因;结合阻力因素考虑,确定实船应用的优化舵系方案。结果表明:3种技术措施均可有效提高半悬挂舵的升力性能。通过对比原船型和目标船型的操纵性试验结果,验证了实船应用的优化舵系对于改善目标船型操纵性的作用。

船舶半悬挂舵数字化设计及其软件开发

针对目前舵系计算和绘图数据形成信息孤岛等问题,通过对半悬挂舵设计过程的分析,建立舵系参数化设计数学模型,基于Visual Basic 6.0平台开发舵系数字化设计软件。搭建4个舵系设计功能模块,构建模块与软件数据库间的链接,实现平台内数据共享。软件界面友好,数字与图形互动,通过对输入数据的实时质量控制确保设计无差错。建立舵系零件特征参数,基于SolidWorks与AutoCAD软件平台,实现零件参数驱动与修改,有限元分析与精度控制等。以15000DWT自卸运煤船半悬挂舵为设计究对象,输出了一套完整的半悬挂舵设计资料,验证软件设计的可靠性、准确性和高效率。

大型全悬挂舵几何要素值的选取

分别以舵套筒插入舵叶深度比和舵叶的展弦比为变量,推导全悬挂舵的舵力、舵扭矩、舵杆直径和舵套筒直径的数学表达式。根据函数性质、函数极值和函数曲线,选取较佳的舵套筒插入深度比和展弦比几何要素。该选取方法可作为大型全悬挂舵的设计参考依据。

悬挂舵舵叶分体制造工艺研究

为了有效解决悬挂舵舵叶在整体制作加工过程中遇到的加工车间吊装能力不足、需要大型加工机床等问题,对比在分体制作和整体制作过程中不同的工艺过程,综合分析了悬挂舵舵叶的舵杆承座部分在机加工时可能遇到的问题及解决方法,阐述了悬挂舵舵叶分体制作相对于整体制作的优点及其研配加工的工艺过程。

2339 TEU集装箱船两种舵的对比分析

在集装箱船的舵系设计中,采用全悬挂舵还是半悬挂舵一直是船东和船厂的关注重点。针对2 339TEU集装箱船的舵系设计,运用CFD软件,对全悬挂舵与半悬挂舵分别进行建模计算,得出阻力和空泡方面的相关数据,并就舵系的重量及安装等方面进行对比。分析了全悬挂舵与半悬挂舵在各个方面的优劣,为今后集装箱船的舵系设计提供一定的借鉴和参考。

全悬挂舵舵承设计

通过研究,合理设计全悬挂舵舵承,该设计可节约空间并减小舵系设备质量。从常规及嵌入式舵承受力计算分析、嵌入式舵承结构设计、嵌入式舵承润滑设计和舵承止推设计等4个方面对全悬挂舵舵承的设计方法进行探究,掌握其设计方法,并对嵌入式舵承止推进行计算校核,保证舵承设计的合理可靠。该设计方法可为采用全悬挂舵船舶的舵承提供设计参考。

95000 DWT冰区散货船的舵系设计

对于非冰区航行的普通散货船而言,其舵系设计一般采用半悬挂舵的形式,通常有一套成熟可靠的设计方法和经验可循。但在需要满足冰区航行要求时,对额外的规范或制造工艺流程等要求,由于缺乏相关经验往往会出现考虑不周的情况。本文从DNVGL及芬兰-瑞典冰级出发,以95000 DWT散货船为实例,比较其在不同冰级下舵系参数的变化,并根据该船需满足的1A冰级要求,分别对舵系布置形式、舵叶结构的冰区加强及加工工艺特点等方面进行阐述。