螺旋桨导管吸气防蚀装置结构参数与性能的试验分析

解决螺旋桨导管内壁侵蚀的重要措施之一是改进吸气导管防蚀装置。本文对导管内流场负压区的分布状况,为防止侵蚀所必需的最佳进气量以及防蚀区域范围的大小等方面,作了深入的分析研究,进而提出防蚀装置的合理结构参数。并对该装置的吸气管径尺度、气嘴的环向配置及其距导管内壁高度,影响结构参量的诸要素均作了详尽的论证,最后提出中小型渔船防蚀装置的最佳结构设计方案。同时还提出检验防蚀装置结构参量是否合理的衡量标准。

螺旋桨导管的结构类型与耐蚀性

本文以实船调查为基础,对螺旋桨导管内壁焊缝的侵蚀机理进行了研究,并为提高其抗蚀性能而提出了导管的最佳结构形式——E型结构。

导管螺旋桨导管压力脉动特性试验研究

应用动态压力传感器测试了静推力和倒车状态下一导管螺旋桨导管内壁脉动压力,介绍了试验设备、方法和数据处理方法,并对其沿螺旋桨轴向的分布规律、频率和幅值特性进行了分析。结果表明:导管内壁压力脉动主要出现在内壁桨叶和整流叶片所在区,其最大脉动值可达静压的3倍,内壁其它区域压力脉动较小;其脉动频率主要是桨叶频率及其倍频,叶频率幅值在内壁桨叶和整流叶片所在区也比其它区域大。

自由吸气螺旋桨导管防蚀装置的试验研究

近几十年来，导管螺旋桨的试验研究取得了巨大的进展。因它显著提高了重负荷桨的推进效率，故在拖船、拖网渔船以及大功率的超大型油船上得到了广泛的应用。从节省能源角度出发，人们对导管桨的应用也更加重视。但在实际使用中，由于导管内壁的严重空泡侵蚀，造成钢板穿孔漏水，大大降低推进效率，为此必须进行修补或更新，这就带来经济上的重大损失，并因坞修耗时而使船舶的运营效率下降。导管的防蚀已经成为必须加以解决的重要课题。

自由吸气螺旋桨导管防蚀装置的试验研究

近几十年来，导管螺旋桨的试验研究取得了巨大的进展。因它显著提高了重负荷桨的推进效率，故在拖船、拖网渔船以及大功率的超大型油船上得到了广泛的应用．从节省能源角度出发，人们对导管桨的应用也更加重视。但在实际使用中，由于导管内壁的严重空泡侵蚀，造成钢板穿孔漏水，大大降低推进效率，为此必须进行修补或更新，这就带来经济上的重大损失，并因坞修耗时而使船舶的运营效率下降。导管的防蚀已经成为必须加以解决的重要课题。

船模实验中螺旋桨导管位置的调整固定装置

本文分析了船模实验中影响螺旋桨导管按装、调整的不同因素－导管位置不当所引发的后果，提出一种新设计的用于导管位置精确高速和牢固定位的实验辅助装置，并介绍其基本结构及使用方法。

某型渔船螺旋桨导管腐蚀研究及维修方法探讨

文章针对多年对某型渔船螺旋桨导管腐蚀情况进行调查、分析,认为导管腐蚀的主要原因是由于螺旋桨空泡引起,针对空泡产生原因及剥蚀的机理,提出了修复解决办法。

螺旋桨导管的一种简易修复法

８１５４型拖网渔船的螺旋桨导管腐蚀情况十分严重，使用寿命最短的只有１～２年。本文给出了一种简易的玻璃钢修复方法，可使导管的使用寿命递增一年。这种简易修复法的投入产出比，仅为１：１０。

基于改进体积力法的导管螺旋桨水动力性能数值研究

[目的]旨在解决传统Goldstein体积力法在导管螺旋桨水动力仿真中的适用局限性问题。[方法]首先,基于机翼理论,分析导管水动力模拟失真的原因,并以质量流量和体积力分布模型为切入点,提出修正思想和方法;然后,采用RANS方法探究经质量流量修正后的2种体积力分布模型的模拟精度。[结果]结果显示,2种改进体积力法在敞水工况下其总推力系数的平均相对误差均为5%左右;在艇后工况下,前进合力的平均相对误差分别为1.8%和11.6%。[结论]研究表明,基于改进体积力法的导管螺旋桨在敞水和艇后工况下的模拟精度较传统体积力法有较大的提升,能准确实现对导管螺旋桨水动力性能的数值模拟,可为水下航行器高效、动态的操纵性仿真奠定基础。

导管螺旋桨敞水性能的预报和比较

借助于计算流体力学软件,对导管螺旋桨的敞水性能进行了数值模拟,得到了在不同网格模型和湍流模型下导管螺旋桨的正车敞水性能曲线,通过与试验图谱的对比分析,发现Wilcoxk-ω模型更适合于导管螺旋桨的敞水性能计算,并且采用结构化网格和非结构化网格相结合的计算方法能够满足导管螺旋桨敞水性能预报的工程精度要求。同时,当网格中存在少量高度倾斜的网格单元时,在不影响计算收敛的情况下,仍能将计算误差控制在10%以内。此外,如果要获得更为精确的计算结果,应提高网格质量,尽量使用结构化网格,并将近壁面网格加密,合理控制壁面附近的Y+值。虽然网格数量的增加并不总是意味着计算误差的减少,但合理控制网格细密度能够获得更为可信的计算结果。

导管螺旋桨内流场的PIV测量

内流场对于导管螺旋桨的设计和性能分析是至关重要的,利用随车式PIV在中国船舶科学研究中心拖曳水池进行了导管螺旋桨的内流场测量。使用标靶技术建立了物像对应关系,从而修正导管曲率和厚度产生的图象畸变。使用同步控制器实现螺旋桨相位、CCD摄像和激光器的精确同步控制。试验分别在三个不同进速系数J=1.2,1.0和0.8下进行。试验结果很好地反映了螺旋桨梢涡、毂部涡、以及螺旋桨上下表面脱落的旋向相反的尾涡,以及近导管内壁、桨毂壁面涡层等流动特征。试验表明,涡强都随着进速系数的减小而增加。与螺旋桨前流动相比,导管内螺旋桨后轴向速度沿径向分布的不均匀性明显增强。试验结果表明,对于导管厚度与曲率都空间变化的导管螺旋桨,应用PIV技术进行内流场测量在技术上是可行的。

导管螺旋桨定常性能理论计算

建立了计算导管螺旋桨在均流中的定常水动力性能的数值方法，螺旋桨用涡格法、导管用面元法分别计算，两者的相互影响则通过迭代计算加以考虑．为了减少计算量，螺旋桨对导管的诱导速度采用周向平均值，从而使导管周围的非定常流动简化为定常轴对称流动．应用本法对ＪＤ简易导管桨系列进行了计算，数值结果与试验数据吻合良好．

导管螺旋桨内流场的LDV测量

为了探讨导管内流场,通过在导管壁上开窗口,使用LDV激光穿过窗口方案来测量导管螺旋桨的内流场。测量结果表明该方案测量导管内流场是可行的,并为导管内螺旋桨叶片的环量分布分析提供了条件。

水下潜器导管螺旋桨在转艏摆动中的推力特性分析

采用多重滑移网格技术和计算流体力学(CFD)方法对作为水下潜器主要控制机构的导管螺旋桨在水下潜器各子系统流场影响下作转艏摆动时的推进特性进行数值模拟,研究了潜器组合体流场对导管螺旋桨所发出的推力的影响,对水下潜器系统中导管螺旋桨在其转艏摆动中的所发出的推力的规律进行了总结,并分析了水下潜器组合体与导管螺旋桨的水动力相互影响因素.计算结果表明:水下潜器组合体流场对导管螺旋桨的推进特性有不可忽略的影响,其中导管螺旋桨前端的鱼雷状浮体是影响其推进特性的主要因素,在其水动力相互影响区域长度范围内,浮体与螺旋桨之间轴向距离越小,螺旋桨所发出的推进力越大;鱼雷状浮体对导管螺旋桨推进特性的影响主要是通过改变螺旋桨盘面处的进速来体现.在研究水下潜器系统中导管螺旋桨推进力特性时,只有将潜器组合体与所研究的导管螺旋桨组合成为一个整体、同时将这样一个组合整体结合到水下潜器系统具体的运转环境来进行计算才能得到一种符合工程实际的结果.

与粘流耦合的导管螺旋桨升力面设计方法

针对导管螺旋桨这类组合式推进器的设计问题,采用了粘流CFD与传统的势流升力面设计相耦合的方法来计算,以此来考虑船体及其附体与推进器的相互作用,以及流场粘性的影响,解决设计所需的实效进流场的问题,并采用此方法作了导管螺旋桨的设计和模型试验。

导管螺旋桨在拖网渔船上的设计与应用

根据目前拖网渔船在节能方面的需要，采用导管螺旋桨以改善渔船的推进性能，并对导管螺旋桨的设计和具体应用的优缺点作初步的探讨。

导管螺旋桨水洞试验洞壁影响研究

以JD75+Ka4-70型导管螺旋桨为研究对象,利用CFD软件研究了不同水洞直径和导管桨直径时洞壁对导管螺旋桨性能的影响。研究结果表明:导管螺旋桨在水洞试验时,若要使测量结果与敞水性能之间的相对误差控制在5%以内,则要满足桨洞直径比小于1/3的要求,以尽量减少洞壁对导管桨的影响;若仅要求相对误差不大于10%,则桨洞直径比小于1/2即可。对于更大的桨洞直径比,由于导管桨与洞壁之间的相互影响过于强烈,试验的难度较大,并且数值计算的收敛性也较差。

基于动网格与滑移网格混合技术的导管螺旋桨推力研究

基于动网格与滑移网格混合技术,采用弹簧光顺与局部网格重构的网格更新方式,基于计算流体力学方法,求解导管螺旋桨流域内的N-S方程,研究不同运动方式下导管螺旋桨推力特性及水动力现象。数值模拟结果和实验结果的比较表明:利用动网格与滑移网格混合技术进行导管螺旋桨推力特性研究方法可行。导管螺旋桨在不同的运动形式下,螺旋桨盘面所感受到的水流进速不同,造成螺旋桨所产生的轴向诱导速度不同,使得导管螺旋桨发出不同的推力。水流进速越大,螺旋桨产生的轴向诱导速度越小,则推力越小;反之,则越大。

带定子导管螺旋桨定常和非定常性能预估的基于速度势的面元法(英文)

开发了一个带定子导管螺旋桨定常和非定常水动力性能预报的数值计算方法,该方法采用基于速度势的面元法分别处理绕对带桨毂螺旋桨、导管和定子周围的流动,并通过迭代计算处理它们之间的相互干扰影响。为简化计算,采用了诱导速度的周向平均值来考虑螺旋桨、导管和定子之间定常水动力相互干扰影响。它们之间的非定常水动力相互干扰通过时间域内迭代方法求解,然而螺旋桨泄出涡、导管泄出涡和定子泄出涡之间的非定常干扰采用了时域内简化处理,这样的简化处理既保证了计算精度,又大幅度地减少了计算时间。对于螺旋桨、导管和定子的计算程序分别依次逐个运行直至每个部分的水动力收敛。算例考核表明该数值方法的计算结果与试验数据吻合较好。

导管螺旋桨定常性能预估的基于速度势的面元法(英文)

开发了一个导管螺旋桨定常水动力性能预报的数值计算方法,其中,螺旋桨和导管均采用定常面元法,通过迭代计算考虑桨和导管的相互影响。该方法也可用于导管调距桨在不同转角时的定常性能预估。对JD7704和19a导管螺旋桨以及JD导管调距桨的计算结果表明,该方法计算精度是令人满意的。