前置预旋定子的剖面设计

分析前置预旋定子叶剖面阻力特性,提出一种新型的叶剖面设计方法,基于CFD数值计算,给出叶剖面翼型的水动力性能图谱,以一艘常规散货船为目标开展基于新型叶剖面的前置预旋定子方案设计。船模试验证实设计方案的可行性。

前置预旋定子的最佳设计环量研究

前置预旋定子设计的关键是该定子设计环量的选取,这直接关系到它的节能效果。以一艘7万吨级散货船为例,应用升力线理论引入环量加权因子,借助CFD性能预报分析前置预旋定子设计环量对节能效果的影响,并获得最佳设计环量。在水池进行了快速性对比试验。试验结果验证了设计方法的可行性,按最佳设计环量加权因子设计的前置预旋定子在设计点可节能4.54%,效果显著。

前置预旋定子强度分析方法研究

前置预旋定子是一种水动力性能良好的节能装置,目前没有一种明确的结构强度分析方法。本文以1艘4万吨散货船前置预旋定子为研究对象,针对前置预旋定子航行状态分析,确定了前置预旋定子载荷计算方法。并在此基础上对所设计的定子结构进行振动和强度校核。本文所提出的定子结构强度分析方法还可以应用于同类节能装置的强度校核。

船舶艉流场受预旋定子影响试验研究

为探究船舶艉流场流动机理以及节能附体节能机理,本文以某散货船缩比模型为研究对象,在哈尔滨工程大学船模拖曳水池大型利用粒子图像测速系统开展艉流场测量试验。首先对有/无前置预旋定子的艉部伴流场分别进行了三向伴流测量试验,展现出前置预旋定子周围的流动结构,对比有/无前置预旋定子的艉流场轴向速度分布、周向速度分布、旋涡分布并提取不同半径处的轴向速度,阐述了前置预旋定子对艉流场的影响及其节能机理。研究表明:预旋定子能够在桨前产生与桨旋向方向相反的预旋流,定子中下方叶片对流场分布的影响较大,造成附近速度峰值角度偏移、峰值增加,桨盘面流体的进流速度增加,从而改善伴流条件,提升推进性能。