船模阻力自航和螺旋桨敞水试验不确定度分析

船模阻力、自航和螺旋桨敞水试验是船舶水动力性能最基本的试验,因此模型试验的不确定度评定质量的高低对船舶航速预报结果是否达到精度要求有着一定程度的影响。本文在一年时间内对一艘标准船模开展了多次重复性阻力自航和螺旋桨敞水试验,参考ITTC推荐规程的不确定度分析方法,计算模型试验推力扭矩系数、阻力系数、推进系数等水动力系数的偏差限、精度限和总的不确定度,评估不确定度分析过程客观存在的影响因素。结合航速预报结果和实船试航数据对比分析,表明本次模型试验不确定度结果可满足船舶航速预报拖曳水池验证试验的精度要求。

减压拖曳水池中的桨模敞水试验(英文)

本文介绍了在减压拖曳水池中最新开发的桨模敞水试验技术。为研究和揭示高速船带空泡螺旋桨的水动力学特性，在变大气压力的情况下，开拓进行了两个半浸状态的桨模敞水试验。采用无线激光传输系统，桨模的敞水动力特性成功地在池外获取是本文所要介绍的新水池的关键技术。文中还提供了一些有价值的不同大气压力状态下的试验结果。

计算机在敞水试验中的应用

介绍应用计算机对敞水试验的数据进行采集、分析和处理的方法 ,使得信号的采集处理具有更加安全可靠、简单快捷等特点 。

螺旋桨敞水试验中的水下转速测量

本文对一种应用霍尔磁敏元件进行测量水下转速的新颖装置作了介绍．该装置已经成功地运用于螺旋桨敞水试验中。

螺旋桨模型敞水试验的不确定度分析

参照ITTC(2017)推荐规范与我国相关标准和规范,对螺旋桨敞水试验进行不确定度分析.根据敞水试验的流程梳理不确定度源;基于不确定度分析的基本原理及不确定度传播原理,结合其测量函数,分析了敞水试验的A类不确定度和B类不确定度对于试验结果的影响;补充了ITTC(2017)对于敞水试验的不确定度分析方法;对进速系数、推力和扭矩进行了不确定度分析.结果表明:在95%包含概率(k=2)下,进速系数的扩展不确定度不高于0.30%,推力的扩展不确定度不高于0.60%,扭矩的扩展不确定度不高于0.60%.通过提高仪器设备的测量精度、控制试验的随机误差,可有效降低敞水试验不确定度.

吊舱式推进装置水动力性能试验研究

对吊舱式推进装置进行了多方案的模型试验研究 ,考察了串列式吊舱推进装置前后桨的负荷匹配及初始相位角的影响 .空泡水筒敞水试验结果表明 ,无论双桨串列式或单桨拖、推式吊舱推进装置 ,由于吊舱影响使螺旋桨效率均比常规桨有所提高 ;但若计及吊舱阻力则吊舱推进装置的系统效率有所下降 .可以预见 ,吊舱式推进装置因其众多的优越性而具有广阔的发展前景 .

基于不同网格类型的某散货船螺旋桨敞水性能预报与研究

以53 100 t双壳体散货船的螺旋桨为研究对象,分别进行了敞水试验和CFD计算.首先基于Fluent应用RNGκ-ε模型,采用两种网格模型对螺旋桨进行CFD计算,得到其推力系数和转矩系数.并与敞水试验得到的螺旋桨敞水曲线进行对比,发现分区混合网格误差为8.3%,而非结构网格误差为11.4%,分区混合网格误差较小,计算效率更高.结果表明:由于螺旋桨直径大,转速慢,导致雷诺数过低未达到临界值,使Flunet分析的误差较大,通过成比例缩小螺旋桨直径,加快转速,计算结果误差缩小至5.7%,提高了计算精度,达到了预报要求.

无轴泵喷推进器水润滑轴承间隙流水动力设计与试验

针对无轴泵喷轮毂布置式水润滑支撑/推力轴承的敞水自润滑结构,以桨叶做功后产生的高速高压流场为输入来设计轴承的润滑和冷却流动通道,形成一体化支撑/推力轴承的自循环润滑方案。鉴于桨叶水动力与轴承间隙流的耦合影响作用,提出了两者迭代的设计方法,建立了桨叶与轴承间隙水动力耦合计算模型,实现了无轴泵喷轴承间隙流量的定量计算与分析,完成了无轴泵喷推进器样机敞水试验和一体化水润滑轴承台架试验。在整个测试区间内,推力系数和轴承间隙流量计算值与测试值最大误差分别为6.2%和4.6%,验证了设计方法和计算模型的有效性与准确性。所提方法对无轴泵喷推进器水力性能的设计与优化具有重要的工程意义。

一种改进诱导因子计算方法的叶素动量理论体积力模型

叶素动量理论体积力模型作为能够替代真实螺旋桨的一种体积力形式,在模拟螺旋桨以及船桨相互作用问题中具有较大的应用潜力。为了处理基于理想流体假设的传统叶素动量理论在与粘性求解器耦合过程中不能在较大工况范围内准确代表真实螺旋桨模型的问题,本文提出一种基于真实螺旋桨诱导因子分布的改进方法,并进行KP505螺旋桨体积力模型在J=0.4~0.8五种进速条件下的敞水试验模拟。本文将敞水性能、桨载荷分布与诱导速度场的体积力模拟结果与真实螺旋桨模型进行了对比,结果表明改进后的体积力模型预报敞水性能误差在各进速下最大值为1.05%,且体积力模型诱导速度场可以反映真实螺旋桨尾流的动量输运。

吊舱式推进器水动力性能研究综述

近十多年来吊舱推进器在众多的船型上取得了成功的应用、积累了使用经验,预报其实船性能成为船东和设计部门关注的重点。文中介绍了吊舱式推进器的特点,分析、介绍了目前几种主要的吊舱推进器模型试验方法及其特点,分析了敞水、自航试验中需要关注的问题;同时介绍了数值模拟预报吊舱推进器水动力性能的几种方法,包括势流法、势流/粘流耦合法、粘流法。

吊舱式推进器模型试验方法中的一些问题

近10多年来吊舱推进器在众多的船型上取得了成功的使用经验,预报其实船性能成为船东和设计部门关注的重点。文章介绍了吊舱式推进器的特点,分析了目前几种主要的吊舱推进器的模型试验方法及其特点,提出了在敞水、自航试验中需要关注的问题。

无梢涡螺旋桨试验研究

本文根据螺旋桨的升力线理论,分析了螺旋桨叶梢产生梢涡的机理,通过在叶梢处的截面上安装一个与螺旋桨同轴旋转面相切的弧面封板所进行的螺旋桨敞水试验,来验证叶梢安装叶片可使叶梢不产生旋涡,减少叶梢处能量损失,得出了初步的结论。

螺旋桨随边切割的试验研究和理论计算

根据KMM型号螺旋桨随边切割的试验结果,分析切割量对螺旋桨敞水性能的影响,并以图谱形式给出KMM型号螺旋桨转速的相对改变量与切割量之间的关系。应用升力面方法理论计算螺旋桨切割前后的敞水性能,与试验值的比较表明计算值误差在可接受的范围内。

全回转吊舱推进器性能预报—仿真与试验研究

推进器,特别是用于动力定位工况下的大功率全回转吊舱推进器在选型安装前,对其水动力性能准确预测十分重要,其性能好坏直接影响系统最终的定位精度。本研究结合ZPMC研发建造的伸缩全回转吊舱推进器,采用商用CFD软件分别对螺旋桨、导管以及吊舱推进器的敞水性能进行了数值计算,建立了吊舱推进器水动力性能预报的方法。一系列敞水试验结果表明该方法可以较为准确的对包括推力、扭矩及效率等在内的吊舱推进器整体性能进行预测,继而为推进器性能的预报、优化提供参考。

水面仿生矢量推进器倒车性能分析

针对两栖平台倒车机构复杂、性能研究难以开展的问题,基于水面仿生矢量推进器,提出了一种倒车方式。设计了新型两栖平台,通过推进器反向转动输出倒车拉力,实现了平台0.7 m/s速度的直线倒行和0.75 m小半径的转弯倒行,提供了更为快速灵活的倒车方式;建立了推进器流体动力学模型,结合下压力、倒车拉力和转矩三维驱动的周期性输出规律,分析轮轴高度、轮辐长度、转速和叶片夹角对推进器倒车性能的影响,扩展了平板旋转绕流的研究;建立敞水试验系统,验证了数值计算模型的正确性。结果表明:随着推进器轮轴高度增加,转矩单调递减;下压力和倒车拉力随着轮辐长度线性变化,转矩与轮辐长度呈二次函数关系;随着转速提高,三维输出单调递增。研究结果为两栖平台倒车控制提供了理论参考依据。

一种船用推扭传感器设计及研究

设计一种船用推力扭矩测量传感器,分析其推扭特性,并制作传感器实物进行标定完成验证。分析传感器设计原理,重点阐述如何避免推扭干扰问题,在Workbench中用数值仿真方法计算推力-应变、扭矩-应变曲线,判断其线性度。同时加载推力和扭矩,分别与单独加载力或扭矩对比,分析其推力扭矩干扰特性。制造传感器,粘贴应变片,以实物标定方式验证传感器设计可行性。

基于虚拟现实的船舶推进试验教学系统

在传统螺旋桨敞水试验和空泡试验教学模式下,受限于各种条件的约束,学生只能在限定的时间和地点,利用限定的试验设备,观察特定的试验内容,极大地制约了对学生动手能力及工程创新能力的培养。而虚拟仿真技术的发展,克服了传统的试验教学模式短板,使得不受试验设备、时间和空间的智能教学系统得以实现。本文基于Unity 3D虚拟引擎和3ds Max三维建模软件搭建可视化交互场景,以空泡水筒为原型,利用Visual Studio Code软件,使用C#脚本语言为开发工具进行螺旋桨敞水试验和空泡试验虚拟仿真试验系统的搭建,实现了第一人称自由漫游,动手组装设备,零距离观察装置,试验数据分析等功能。船舶推进试验系统使学生更加了解螺旋桨敞水试验和空泡试验的原理、设备功能以及试验结果的应用价值等,实践能力和思考能力得以锻炼,同时该系统在很大程度上节省了教学资源,提高了教学质量和学习效率,在船舶教育教学中具有很强的应用前景和研究价值。

客船导轮的应用

讨论了某一客船应用导轮时要考虑的因素．通过程序计算与模型的敞水试验，分析了导轮参数，如直径比、转速比、螺旋桨与导轮之间的间距、导轮透平部分与推力部分的分界点、叶数等对螺旋桨和导轮系统水动力性能的影响，并得出了一些有意义的结论．

全回转吊舱推进器水动力性能试验研究

针对全回转吊舱推进器的水动力性能进行了初步的试验研究,着重考察了导管倾角、回转角(舵角)、进速系数等对全回转吊舱推进器推力系数、扭矩系数、吊舱推进单元效率以及侧向力的影响,分析指出了各因素对吊舱推进器水动力性能影响程度。文章提供的试验数据及结论可以为工程实际设计和使用全回转吊舱推进器提供一定参考,为CFD方法预报吊舱推进器水动力性能提供依据。

Numerical and Experimental Analysis of A Ducted Propeller Designed by A Fully Automated Optimization Process Under Open Water Condition

A fully automated optimization process is provided for the design of ducted propellers under open water conditions, including 3D geometry modeling, meshing, optimization algorithm and CFD analysis techniques. The developed process allows the direct integration of a RANSE solver in the design stage. A practical ducted propeller design case study is carried out for validation. Numerical simulations and open water tests are fulfilled and proved that the optimum ducted propeller improves hydrodynamic performance as predicted.