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基于无动力推进与无轴轮缘推进联合的水下探测器设计 被引量:4
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作者 于志民 王仁忠 孟相全 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第12期26-29,共4页
本文分析无动力推进水下探测器的推进原理及特点,分析无轴轮缘推进的特点,提出无动力推进与无轴轮缘推进联合的水下探测器推进系统,并对探测器壳体进行设计,对无动力系统浮心调节系统设计,对重心调节系统进行优化。探测器的外观为全封... 本文分析无动力推进水下探测器的推进原理及特点,分析无轴轮缘推进的特点,提出无动力推进与无轴轮缘推进联合的水下探测器推进系统,并对探测器壳体进行设计,对无动力系统浮心调节系统设计,对重心调节系统进行优化。探测器的外观为全封闭设计,采用4个位置矢量布置的无轮缘推进装置及变浮心、重心联合推进,消除了轴系和传动装置的损失以及螺旋桨的空泡损失,该探测器完整的外形使探测器隐蔽性更强、可靠性更高,该联合推进系统使探测器具有全向运动能力,并具有高度灵活的运动能力。 展开更多
关键词 无动力 无轴轮缘 水下探测器 推进系统
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无轴轮缘推进器内置电机防护材料与防护工艺综述 被引量:4
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作者 陈珂 杨显照 +3 位作者 李燚航 潘凌风 欧阳武 严新平 《微特电机》 北大核心 2016年第7期83-87,共5页
无轴轮缘推进器采用永磁电机-螺旋桨-舵一体化设计,取消了传统轴系推进器的传动轴等结构,在节省安装空间、提高推进效率和减振降噪的同时,也面临着电机水下防护难题。分析了其内置电机的防护需求;讨论常用防护材料的优缺点;此外,介绍了... 无轴轮缘推进器采用永磁电机-螺旋桨-舵一体化设计,取消了传统轴系推进器的传动轴等结构,在节省安装空间、提高推进效率和减振降噪的同时,也面临着电机水下防护难题。分析了其内置电机的防护需求;讨论常用防护材料的优缺点;此外,介绍了电机转子和定子的防护层制造工艺;最后总结了目前防护材料及工艺的不足,提出需要进一步研究的重点和目标。 展开更多
关键词 无轴轮缘推进器 内置电机 防护材料 增韧 防护工艺
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无轴轮缘推进器水动力性能分析及桨叶强度校核 被引量:11
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作者 兰加芬 欧阳武 严新平 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期52-58,共7页
基于CFD数值计算,计算某无轴轮缘推进器轮缘内外表面、前后端面的摩擦扭矩值,并与经验公式值进行对比,结果表明,轮缘总摩擦扭矩与经验公式值的误差在1.3%之内。通过采用相同的方法计算JD75+Ka4-70导管桨的水动力性能,并与试验值进行对比... 基于CFD数值计算,计算某无轴轮缘推进器轮缘内外表面、前后端面的摩擦扭矩值,并与经验公式值进行对比,结果表明,轮缘总摩擦扭矩与经验公式值的误差在1.3%之内。通过采用相同的方法计算JD75+Ka4-70导管桨的水动力性能,并与试验值进行对比,验证该方法的正确性。在此基础上,通过单向流固耦合方法对桨叶的结构强度进行计算分析,并对原型桨的桨叶厚度分布进行改变,分析桨叶厚度分布改变对无轴缘推进器水动力性能及桨叶强度的影响。结果表明:再设计桨的质量、推力、扭矩均有所下降,效率提高了2.1%。虽然桨叶最大变形量及最大等效应力均有所增加,但仍满足强度要求。在满足强度要求的条件下,可以通过有限元计算方法选择较为合适的桨叶厚度分布,提高无轴轮缘推进器的敞水效率。 展开更多
关键词 无轴轮缘推进器 水动力性能 桨叶强度
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无轴轮缘导管涡轮机水动力学性能研究 被引量:6
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作者 宋科 杨邦成 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期87-94,共8页
无轴轮缘导管涡轮机作为一种新概念潮流能发电装置,具有诸多优点且应用前景广泛。采用计算流体力学(CFD)方法对无轴轮缘导管(SRD)涡轮机与传统有轴导管涡轮机进行了数值模拟对比研究,分别考察了两者水动力学性能的差异及叶轮轮径比对无... 无轴轮缘导管涡轮机作为一种新概念潮流能发电装置,具有诸多优点且应用前景广泛。采用计算流体力学(CFD)方法对无轴轮缘导管(SRD)涡轮机与传统有轴导管涡轮机进行了数值模拟对比研究,分别考察了两者水动力学性能的差异及叶轮轮径比对无轴轮缘导管涡轮机水动力学性能的影响。研究结果表明:在一定轴径比范围内,无轴轮缘导管涡轮机相比有轴导管涡轮机具有更高的输出功率及更低的轴向推力,但其瞬时功率及轴向推力的波动振幅相比有轴导管涡轮机略微增大,且随着叶轮轴径比的减小,其波动振幅进一步呈现出增大的趋势。此外,由于无轴轮缘导管涡轮机在轴心处存在一定面积的扫掠缺口,压力差将迫使水流通过轴心缺口"泄漏"出去,形成轴心射流,使其尾流恢复速度明显快于有轴导管涡轮机,且随着叶轮轴径比的减小,尾流恢复速度也进一步加快。研究成果为无轴轮缘导管涡轮机的优化设计及工程应用提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 潮流能 无轴轮缘导管涡轮机 水动力学性能 数值模拟
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船舶无轴轮缘推进动态特性数值研究 被引量:1
5
作者 宋显成 左哲清 +3 位作者 赵国平 刘群 宋洪舟 艾贤祖 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第6期46-52,共7页
基于数值方法对船舶无轴轮缘推进动态特性开展研究。首先,基于CFD方法获取无轴轮缘推进器敞水性能,基于切比雪夫多项式拟合获得了无轴轮缘推进器四象限性能曲线。然后,构建船-桨耦合动态仿真数学模型以及开发仿真程序。最后,通过算例对... 基于数值方法对船舶无轴轮缘推进动态特性开展研究。首先,基于CFD方法获取无轴轮缘推进器敞水性能,基于切比雪夫多项式拟合获得了无轴轮缘推进器四象限性能曲线。然后,构建船-桨耦合动态仿真数学模型以及开发仿真程序。最后,通过算例对无轴推进船舶典型的起动和停机的动态特性仿真,与试验对比验证方法的有效性。与传统推进对比表明:无轴轮缘推进器超载力矩更低、响应更快。本文研究可为无轴轮缘推进器的设计提供指导,提升船舶采用无轴轮缘推进机动性能和可靠性。 展开更多
关键词 无轴轮缘推进器 动态特性 CFD 数值方法 仿真
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波流相互作用下潮流能无轴轮缘导管涡轮机水动力特性与尾流结构分析 被引量:3
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作者 宋科 杨邦成 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1123-1128,共6页
为了探究潮流能无轴轮缘导管涡轮机在波流相互作用下的非定常性能,文章依据斋堂岛海域的潮流条件,采用计算流体力学数值模拟方法分析了顺流和偏流对其水动力特性与尾流结构的影响。研究结果表明:在顺流条件下,随着叶尖速比(TSR)的增大,... 为了探究潮流能无轴轮缘导管涡轮机在波流相互作用下的非定常性能,文章依据斋堂岛海域的潮流条件,采用计算流体力学数值模拟方法分析了顺流和偏流对其水动力特性与尾流结构的影响。研究结果表明:在顺流条件下,随着叶尖速比(TSR)的增大,无轴轮缘导管涡轮机的功率系数(CP)和推力系数(CT)的波动幅度也逐渐增大;在偏流条件下,随着偏流角的增大,无轴轮缘导管涡轮机的平均CP和CT逐渐降低,而偏流也将导致CP和CT在一个波流周期内出现额外的波动,且额外波动的振幅随偏流角的增大而增大;受TSR和偏流角的影响,无轴轮缘导管涡轮机的尾流在向下游传播的过程中将呈现出较为复杂的形态,一部分来流将通过轴心处的开放缺口泄流而出形成射流涡,而随着TSR和偏流角的增大,该射流涡的范围将有所减小。 展开更多
关键词 潮流能 无轴轮缘导管涡轮机 波流相互作用 水动力特性 尾流
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无轴轮缘侧推器水动力特性及影响因素分析 被引量:1
7
作者 李高强 欧阳武 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第7期126-131,共6页
为了揭示船舶无轴轮缘侧推器的水动力性能,分析侧推器结构参数的影响规律,采用计算流体力学的方法对无轴侧推器进行数值计算,研究船首位置的无轴侧推器水动力性能、周围流场的分布规律及其水动力性能变化的影响参数,获得不同螺距比、盘... 为了揭示船舶无轴轮缘侧推器的水动力性能,分析侧推器结构参数的影响规律,采用计算流体力学的方法对无轴侧推器进行数值计算,研究船首位置的无轴侧推器水动力性能、周围流场的分布规律及其水动力性能变化的影响参数,获得不同螺距比、盘面比及毂径比对无轴侧推器水动力特性的影响规律。结果表明:随着流速增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数均增大;螺距比在0.7~1.2范围内,螺距比增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数同时增大,推力系数比扭矩系数变化速率快;盘面比在0.3~0.9范围内,盘面比增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数有所增加,但增加幅度较小,推力系数增长幅度在5%左右,扭矩系数变化幅度小于2.5%,毂径比对无轴侧推器水动力性能影响较弱。 展开更多
关键词 无轴轮缘侧推器 水动力性能 CFD 优化设计
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无轴轮缘推进器流热耦合研究
8
作者 白逢辉 陈进华 +3 位作者 徐姚 张驰 龚姚腾 逄启寿 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第9期61-69,78,共10页
无轴轮缘推进器将永磁电机与螺旋桨集成一体,螺旋桨旋转时对电机电磁损耗与流场换热特性产生影响,进而改变各部分的温度分布。采用有限元法(FEM)计算推进电机的电磁损耗,采用有限体积法(FVM)建立流体场和温度场仿真模型,对推进器的电磁-... 无轴轮缘推进器将永磁电机与螺旋桨集成一体,螺旋桨旋转时对电机电磁损耗与流场换热特性产生影响,进而改变各部分的温度分布。采用有限元法(FEM)计算推进电机的电磁损耗,采用有限体积法(FVM)建立流体场和温度场仿真模型,对推进器的电磁-流-热耦合问题进行仿真分析。通过对比仿真和试验结果,验证了流热耦合仿真方法的有效性。在此基础上,推导了螺旋桨转速与集成电机的损耗关系,并利用仿真模型分析了在不同进速系数、不同转速、不同间隙下推进器电磁损耗及流体场对推进器散热的耦合影响。结果表明,外域水流对推进器的温升影响较小,当间隙流速达到一定程度时散热减缓;推进器螺旋桨转速与集成电机电磁损耗存在幂次方关系;推进器主要靠间隙流体的流动带走热量,间隙大小会影响推进器散热,应合理选择推进器间隙尺寸。 展开更多
关键词 集成电机 无轴轮缘推进 损耗计算 流热耦合
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基于STAR-CCM+的无轴轮缘推进器水动力性能分析
9
作者 李祥光 管义锋 +1 位作者 刘志伟 郑锐聪 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第22期50-55,共6页
无轴轮缘推进器(RDT)是一种振动噪声低、推进效率高的集成式电机推进器,具有广阔的应用前景,对其开展水动力研究有重要意义。本文基于STAR-CCM+,采用Realizablek k-ε模型完成RDT水动力性能的仿真计算,并将计算结果分别与RDT模型的实验... 无轴轮缘推进器(RDT)是一种振动噪声低、推进效率高的集成式电机推进器,具有广阔的应用前景,对其开展水动力研究有重要意义。本文基于STAR-CCM+,采用Realizablek k-ε模型完成RDT水动力性能的仿真计算,并将计算结果分别与RDT模型的实验结果和常规导管桨的敞水性能CFD值进行对比分析。 展开更多
关键词 无轴轮缘推进器 水动力性能 数值仿真
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无轴轮缘推进电机混合偏心故障仿真
10
作者 胡海斌 高海波 +3 位作者 林治国 王琦 廖林豪 宋明建 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期117-122,共6页
以无轴轮缘推进器中5kW永磁同步电机为研究对象,通过Maxwell仿真软件设置不同程度及种类的偏心故障,研究电机气隙磁密、电磁转矩以及绕组电流等参数的变化,对电流进行傅里叶分析,并与静态偏心和动态偏心故障对比,提取相应的故障特征,旨... 以无轴轮缘推进器中5kW永磁同步电机为研究对象,通过Maxwell仿真软件设置不同程度及种类的偏心故障,研究电机气隙磁密、电磁转矩以及绕组电流等参数的变化,对电流进行傅里叶分析,并与静态偏心和动态偏心故障对比,提取相应的故障特征,旨在为无轴轮缘推进电机转子混合偏心故障诊断提供参考依据. 展开更多
关键词 无轴轮缘推进器 永磁同步电机 气隙磁密 傅里叶分析 转子混合偏心
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机械与运载工程领域颠覆性技术战略研究 被引量:1
11
作者 杨艳明 赵云 +5 位作者 邵珠峰 李道春 高增桂 张子龙 沈悦 王林军 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期27-33,共7页
通过文献研究和专家访谈等方法,提出机械与运载工程领域已有或潜在的颠覆性技术:仿生智能技术、无轴轮缘推进技术、智能无人飞行器技术、超回路列车技术和微机电系统,对这五项技术的创新性和颠覆性优势进行了分析,最后提出机械与运载领... 通过文献研究和专家访谈等方法,提出机械与运载工程领域已有或潜在的颠覆性技术:仿生智能技术、无轴轮缘推进技术、智能无人飞行器技术、超回路列车技术和微机电系统,对这五项技术的创新性和颠覆性优势进行了分析,最后提出机械与运载领域颠覆性技术的发展建议。 展开更多
关键词 机械与运载工程 颠覆性技术 仿生智能技术 无轴轮缘推进技术 智能无人飞行器技术 超回路列车技术 微机电系统
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水润滑可倾瓦推力轴承设计与性能分析 被引量:8
12
作者 梁兴鑫 严新平 +3 位作者 刘正林 欧阳武 金勇 付宜风 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期89-97,共9页
针对无轴轮缘驱动推进器对高承载、长寿命、低噪音水润滑推力轴承的需求,设计了一种阶梯橡胶垫支撑的水润滑可倾瓦推力轴承;应用流-固双向直接耦合分析方法,建立了轴承性能计算模型,研究了橡胶垫基体厚度、阶梯厚度、阶梯厚度比、阶梯... 针对无轴轮缘驱动推进器对高承载、长寿命、低噪音水润滑推力轴承的需求,设计了一种阶梯橡胶垫支撑的水润滑可倾瓦推力轴承;应用流-固双向直接耦合分析方法,建立了轴承性能计算模型,研究了橡胶垫基体厚度、阶梯厚度、阶梯厚度比、阶梯宽度比和瓦面材料对推力盘轴向位移、最大水膜压力与水膜厚度的影响。研究结果表明:在载荷不变的情况下,推力盘轴向位移和橡胶垫最大应力与橡胶垫厚度和橡胶垫阶梯宽度比成正比;阶梯厚度比由2/2变成3/6时,最大水膜压力由1.10 MPa提高到1.32 MPa,平均水膜厚度由9.4μm增大到14.0μm,增幅分别为20.00%和48.94%,平均水膜厚度随最大水膜压力的增大而增大;橡胶垫阶梯厚度比为2/4,阶梯宽度比为16/20~20/16时,轴承综合性能较为理想;增大推力瓦面材料的弹性模量,有利于提高轴承的润滑性能,橡胶垫最佳阶梯宽度比随之增大。 展开更多
关键词 船舶工程 无轴轮缘驱动推进器 水润滑可倾瓦 推力 阶梯型橡胶垫 流-固耦合
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