船体伴流对直翼推进器水动力性能的影响

[目的]直翼推进器是一种特种推进器,其借助从船舶底部伸出并围绕垂直轴往复式摆动的桨叶产生精准且无级可调的推力,有必要研究敞水和伴流条件下直翼推进器的水动力性能。[方法]首先,通过分析直翼推进器的工作原理,推导出叶片的多重运动规律公式;然后,基于RANS方程和k-ε湍流模型,采用滑移网格技术计算直翼推进器的敞水性能;最后,与试验值进行比较,验证直翼推进器水动力性能预报方法的准确性,并在考虑船体伴流影响的情况下,研究直翼推进器的非定常水动力性能。[结果]由整桨瞬时载荷和单桨叶瞬时载荷变化规律的分析,显示叶片瞬时载荷存在明显的叶频特征,且随着进速系数的减小,桨叶主推力和转矩的波动幅值增大;船体伴流对直翼推进器主推力和转矩的影响较小,但侧向力变化显著。[结论]研究结果对于分析直翼推进器的桨叶强度以及叶型优化具有借鉴意义。

直翼推进器诱导的船体表面脉动压力预报方法研究

直翼推进器是一种特种推进器,具有操纵性能优良、响应速度快等优点,多用于操纵性能要求较高、航行状态多变的船舶。这项研究通过分析直翼推进器工作原理,推导了叶片多重运动规律公式,并采用滑移网格技术,建立直翼推进器诱导的船体表面脉动压力预报方法。与试验数据比较,验证了该方法的准确性。研究发现,与常规螺旋桨一样,直翼推进器诱导的高阶压力脉动幅值明显低于一阶幅值;与常规螺旋桨不同之处在于直翼推进器诱导的脉动压力最大幅度的位置并非在桨轴正上方,而且沿船尾方向呈现衰减。